研究表明 温室气体甲烷和一氧化二氮的排放量被低估

目前的测量结果具有很高的不确定性:约为50%。

温室气体甲烷和一氧化二氮排放量一直被结构性低估,皆因使用的测量方法所致。科学家佩特拉·克朗为荷兰能源研究中心(ECN)和代尔夫特理工大学(TU Delft,荷兰)所进行的研究使用了测量这些温室气体排放的创新方法,这就是她得出的结论。

克罗最近因为使用这个更精确的方法测量而获得了她的博士学位,这一方法也部分地解决了系统性低估这个问题。

当涉及到温室气体,我们许多人首先想到二氧化碳。但是,全球温室气体排放实际上有相当一部分是其它气体,如氧化亚氮(一氧化二氮)和CH4(甲烷)。在荷兰,甲烷和一氧化二氮占温室气体总排放量的比例估计分别为8%和6%。在全世界的比例分别是14%和9%。

甲烷和一氧化二氮的排放主要是农业活动的结果:一氧化二氮源于化肥,而甲烷主要来自奶牛。在草炭牧区这些排放尤其普遍。博士生佩特拉·克朗为ECN和TU Delft在一个集中管理的泥炭牧场进行了甲烷和一氧化二氮测量,但她使用的测量技术也可以用于其它生态系统。

鉴于这两种气体在总温室排放量中占有较大比例,有必要准确地测定其排放量。然而据克朗介绍,这些气体最常用的排放测量技术,即所谓的箱式法却有相当的局限性。简单来说,这涉及定期测量从土壤排放的并留存在密封箱中的气体浓度。然后对这些气体的浓度增升进行分析,以得出某个给定表面区域所释放的气体量。这种方法的问题是,甲烷和一氧化二氮的排放量在不同时间和空间波动很大。“如果距离10米之外,或10天以后你做同样的测量,其结果可能是完全不同的。为了减少不确定性,你就必须做无数次的测量,”克朗解释说。其结果是所测的年排放值具有很高的不确定性:约为50%。

克朗认为,箱式法除了结果有较大不确定性,还面临另一个潜在问题。箱式法有特定的假设,例如气体浓度在箱内呈线性上升。“这些假设可能使分析更容易,但并不总是符合事实,这就导致低估排放量。”她的发现是目前国际讨论的议题,在未来几个月里还要做大量工作以评价其对全国和国际排放量估计有何影响。

克朗计算出在集约奶牛养殖使用的草炭牧场每年的温室气体排放量为每公顷16000公斤二氧化碳当量。其中70%是由甲烷和一氧化二氮的排放造成的。由于用有创意的涡度相关技术测量所产生的是一公顷或一公顷以上的平均值,不能显出排放主要来自哪部分地区:但克朗的同事,瓦赫宁根大学和研究中心的博士研究生阿芮娜·施日尔(Arina Schrier-Uijl)却成功做到了这一点。通过非常仔细的箱式法测量,她能够证明这些甲烷排放主要是源于沟渠和沟壁。这是一个非常惊人的发现。

自 每日科学 Emissions of Greenhouse Gases Methane and Nitrous Oxide Underestimated, Research Suggests

翻译:Young Leon 校对:Jennifer Wang


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