我科学家揭开大气甲烷“平台期”之谜

本报北京9月7日电（记者晋浩天）天然气泄漏、垃圾填埋、牛羊打嗝，都往大气里排甲烷，这是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体。21世纪初，全球经济扩张，人为甲烷排放随之增加；然而，1999年到2006年，大气甲烷浓度却反常停滞，成了地球科学界近20年没解开的一道谜题——大气甲烷“平台期”。日前，北京大学城市与环境学院彭书时、物理学院沈路路研究团队联手国内外合作者首次阐明了甲烷“平台期”的维持机制：排放在涨，只是大气里清甲烷的“清洁队”恰好扩编了。

彭书时介绍，大气甲烷的浓度，由两头拉扯：一头是排放，一头是清除。排放这头人人都盯着，人类活动越来越密，往大气里添的“柴”只多不少；清除那头却少有人留意：低空大气里游荡着一种叫OH自由基的“清洁工”，专门把甲烷分解掉。

这支“清洁队”，是不是早就悄悄变了样？“答案确实如此，而‘扩编’它的，是一种污染物：氮氧化物。汽车尾气、电厂烟囱、远洋轮船排出的氮氧化物，向来被当作雾霾、酸雨的‘帮凶’，研究发现它们‘歪打正着’，能催化低空大气生成更多OH自由基，相当于给清甲烷的‘清洁队’招兵买马。1999年到2006年，全球人为氮氧化物排放的增速达到20世纪90年代的5.8倍，背后是全球经济增长和国际航运扩张；排放重心还从北半球中高纬度一路南移，转向热带和海洋。”彭书时说。

“南移这一步，是关键。”沈路路指出，大气化学模拟显示，与1999年相比，2000—2006年全球低空OH自由基浓度平均上升约1.4%，大气对甲烷的清除能力跟着增强约2.2%，其中76%发生在热带。

研究团队又对照甲烷浓度和碳同位素观测确认：那几年人为甲烷排放确实在涨，增量主要来自化石燃料和废弃物处理。可“清洁队扩编”后多清掉的部分，恰好把排放的增量抵消了。一进一出，浓度稳稳停在“平台”上。

“这也给减排政策提了个醒：治理空气污染、削减氮氧化物没有错，但大气‘清洁队’可能跟着缩编，清甲烷的能力也会打折扣。”彭书时认为，未来在制定空气污染治理和温室气体减排政策时，须充分考虑大气氧化能力的动态响应，从而为实现《巴黎协定》目标提供更准确的科学依据。