目前的測量結果具有很高的不確定性:約為50%。
溫室氣體甲烷和一氧化二氮排放量一直被結構性低估,皆因使用的測量方法所致。科學家佩特拉·克朗為荷蘭能源研究中心(ECN)和代爾夫特理工大學(TU Delft,荷蘭)所進行的研究使用了測量這些溫室氣體排放的創新方法,這就是她得出的結論。
克羅最近因為使用這個更精確的方法測量而獲得了她的博士學位,這一方法也部分地解決了系統性低估這個問題。
當涉及到溫室氣體,我們許多人首先想到二氧化碳。但是,全球溫室氣體排放實際上有相當一部分是其他氣體,如氧化亞氮(一氧化二氮)和CH4(甲烷)。在荷蘭,甲烷和一氧化二氮占溫室氣體總排放量的比例估計分別為8%和6%。在全世界的比例分別是14%和9%。
甲烷和一氧化二氮的排放主要是農業活動的結果:一氧化二氮源於化肥,而甲烷主要來自奶牛。在草炭牧區這些排放尤其普遍。博士生佩特拉·克朗為ECN和TU Delft在一個集中管理的泥炭牧場進行了甲烷和一氧化二氮測量,但她使用的測量技術也可以用於其他生態系統。
鑒於這兩種氣體在總溫室排放量中佔有較大比例,有必要準確地測定其排放量。然而據克朗介紹,這些氣體最常用的排放測量技術,即所謂的箱式法卻有相當的局限性。簡單來說,這涉及定期測量從土壤排放的並留存在密封箱中的氣體濃度。然後對這些氣體的濃度增升進行分析,以得出某個給定表面區域所釋放的氣體量。這種方法的問題是,甲烷和一氧化二氮的排放量在不同時間和空間波動很大。“如果距離10米之外,或10天以後你做同樣的測量,其結果可能是完全不同的。為了減少不確定性,你就必須做無數次的測量,”克朗解釋說。其結果是所測的年排放值具有很高的不確定性:約為50%。
克朗認為,箱式法除了結果有較大不確定性,還面臨另一個潛在問題。箱式法有特定的假設,例如氣體濃度在箱內呈線性上升。“這些假設可能使分析更容易,但並不總是符合事實,這就導致低估排放量。”她的發現是目前國際討論的議題,在未來幾個月裏還要做大量工作以評價其對全國和國際排放量估計有何影響。
克朗計算出在集約奶牛養殖使用的草炭牧場每年的溫室氣體排放量為每公頃16000公斤二氧化碳當量。其中70%是由甲烷和一氧化二氮的排放造成的。由於用有創意的渦度相關技術測量所產生的是一公頃或一公頃以上的平均值,不能顯出排放主要來自哪部分地區:但克朗的同事,瓦赫寧根大學和研究中心的博士研究生阿芮娜·施日爾(Arina Schrier-Uijl)卻成功做到了這一點。通過非常仔細的箱式法測量,她能夠證明這些甲烷排放主要是源於溝渠和溝壁。這是一個非常驚人的發現。
自 每日科學 Emissions of Greenhouse Gases Methane and Nitrous Oxide Underestimated, Research Suggests
翻譯:Young Leon 校對:Jennifer Wang