2020年后甲烷浓度突然飙升，原因出人意料

其中一个最大驱动因素是羟基自由基的急剧减少，这种化学物质是空气中分解甲烷的主力。2020-2021年期间，大气的这种“净化”过程显著减缓。包括波士顿学院地球与环境科学教授田汉勤在内的研究团队指出，这种减少解释了甲烷积累速度年度变化的约80%。

湿润条件助长甲烷生成
与此同时，2020至2023年持续的拉尼娜现象给热带大部分地区带来了比常年更湿润的天气。这些条件扩大了洪涝区域，而洪涝区正是产生甲烷的微生物的理想生存环境。结果，湿地、河流、湖泊和农田的排放量增加，进一步加剧了甲烷——这种仅次于一氧化碳的第二重要温室气体——的积累。

数据显示，2019至2023年间大气甲烷浓度上升了55ppb（十亿分之一），2023年达到创纪录的1921ppb。增长最快的是2021年，甲烷浓度上升近18ppb，这一增幅比2019年高出84%。

“随着地球变得更温暖湿润，湿地、内陆水域和稻田系统的甲烷排放将越来越影响近期气候变化，”田汉勤表示，“我们的研究结果强调，若要实现《全球甲烷承诺》的减排目标，必须将气候驱动的甲烷源与人为控制措施一并考虑。”

自然与人工系统均有影响
甲烷激增并非只来自自然湿地。稻田和内陆水域等人工环境也做出了显著贡献。田汉勤同时担任席勒综合科学与社会研究所地球系统科学与全球可持续性中心主任，他指出，这些来源在全球甲烷模型中往往代表性不足。

排放量增长最显著的地区是热带非洲和东南亚。随着气温升高促进微生物活动，北极湿地和湖泊的排放量也明显增加。相比之下，2023年南美湿地因厄尔尼诺引发的极端干旱，甲烷排放量有所下降。报告指出，这种差异凸显了甲烷释放对气候极端事件的敏感性。

研究人员如何追踪甲烷激增
田汉勤及其同事在确定和测量湿地、河流、湖泊、水库及全球稻田对大气甲烷快速上升的贡献方面发挥了关键作用。通过在先进的地球系统模型中关联土地、淡水和大气过程，波士顿学院团队展示了气候变率如何放大互联生态系统的排放。

研究还发现，化石燃料使用和野火在近期甲烷增加中仅起很小作用。化学指纹分析表明，包括湿地、内陆水域、水库和农业在内的微生物源是观察到的大部分变化的主因。

“通过提供截至2023年的最新全球甲烷预算，这项研究阐明了大气甲烷为何迅速上升，”研究主要作者、凡尔赛-圣康坦-伊夫林大学的菲利普·西亚斯说，“它还表明，未来的甲烷趋势不仅取决于排放控制，还取决于气候驱动的自然和人工甲烷源的变化。”

研究主要发现
21世纪20年代初的甲烷激增主要由大气化学汇减弱引起，而非排放失控。
2020-2021年羟基（OH）自由基——大气中的主要甲烷“清洁剂”——的暂时减少，解释了甲烷浓度增长年度变异性的约80-85%。
与新冠疫情相关的空气污染变化起到了核心作用。疫情封锁期间氮氧化物（NOₓ）的减少降低了OH水平，使甲烷在大气中积累更快。
气候驱动的湿地排放加剧了激增。2020-2023年持续拉尼娜期间的异常湿润条件，推动了湿地和内陆水域的甲烷排放增加，尤其在热带非洲、东南亚以及北极地区。
化石燃料和火灾排放不是主要驱动因素。化石燃料和生物质燃烧甲烷排放的变化相对较小，无法解释观察到的全球甲烷激增。
当前自然洪涝生态系统的自下而上排放模型遗漏了关键动态。许多广泛使用的模型低估了激增期间湿地和内陆水域的排放量及其动态，凸显了监测洪涝生态系统和微生物甲烷排放过程的迫切缺口。