科技日报记者 陆成宽
人类苦心削减的温室气体，正面临被自然排放“反弹”回来的风险。来自中国科学院大气物理研究所等单位的科研人员定量揭示，随着北极地区快速变暖，西伯利亚的甲烷排放量正在加速增长，到本世纪中叶，由变暖引发的新增排放量可能抵消全球人为甲烷减排目标的20%，为全球气候治理带来新的不确定性。相关研究成果7日在线发表于《科学》杂志。
作为一种强效温室气体，甲烷的增温潜力远超二氧化碳。虽然西伯利亚甲烷排放只占全球总量的5%左右，但这里蕴藏的巨量冻土碳库，一直是气候变化的重要不确定因素。“然而，由于环境恶劣、观测数据稀缺，西伯利亚地区的甲烷排放到底有多少、变化有多快，学界说法差异较大。可以说，全球甲烷核算是一笔难算的账。”论文通讯作者、中国科学院大气物理研究所研究员刘毅说。
为了算清这笔账，论文第一作者、中国科学院大气物理研究所朱思虹博士自主研发了一套甲烷排放同化反演系统。该系统能用卫星和地面高塔的观测数据给大气做“CT扫描”，将西伯利亚甲烷排放总量和趋势的估算不确定性降低到了10%左右。结果显示，2010年至2023年间，该地区甲烷年排放量增加了约1200万吨，平均增长速率相当于同期全球湿地甲烷排放年均增量的九成。
“早在2021年，我们就发现了这个上升趋势，但当时没敢轻易下结论。”刘毅回忆。为了确证这个结果，科研人员历时数年进行了严谨的“双重求证”，不仅用多种方法交叉验证了数据，更深入探究了背后的物理机制。
研究发现，以叶尼塞河为分界线，西伯利亚正在上演两种截然不同的气候状态。河的西侧，冬季大气环流带来更多暖湿水汽，加速了季节性冻土的融化，让微生物更活跃，从而产生更多甲烷；河的东侧，在高压系统控制下，天气变得又暖又干，这直接加剧了野火的频次和强度，并导致永久冻土突发性解冻，同样释放出大量甲烷。
值得关注的是，科研人员还捕捉到一个危险的信号：随着气温升高，甲烷排放不是匀速增长，而是呈现出轻微加速上升的非线性特征。刘毅比喻道：“这就像汽车油门踩得越深，加速越快。”
刘毅表示，这项研究量化解析了北极加速变暖驱动下，西伯利亚冻土甲烷排放增长的演变规律，为全球甲烷减排政策制定及区域气候阈值研究提供了新的科学依据。
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