随着野火的增加,甲烷排放也会增加

2020 年对加利福尼亚州造成严重破坏的野火使大气中充满了强效温室气体。

一大股黑烟从森林中升起。 树林中可以看到橙色的火焰。

2020 年,溪火烧毁了北加州的内华达山脉。图片来源:Zachary Cava/Flickr,CC BY-NC-SA 2.0

2020 年,在高温和干旱的推动下,加州野火烧毁了超过160 万公顷的土地。这场创纪录的大火向大气中释放了污染物,其中包括超过 200 吉克的甲烷,这是一种特别强效的温室气体。根据发表在《科学》杂志上的一项新研究,这些排放量相当于当年该州甲烷总排放量的近 14%。大气化学和物理学

该研究的作者之一、加州大学河滨分校的生物地球化学家表示,日益常见的特大火灾导致甲烷排放量增加,可能会 进一步加剧气候变化,不利于减少温室气体排放的努力。

2020 年 8 月,当红杉综合体和克里克大火席卷内华达山脉时,霍普金斯和她的同事将地面光谱仪带到现场,测量升起的烟柱中存在多少二氧化碳、一氧化碳和甲烷来自火灾。

霍普金斯说,该仪器测量了穿透柱子的光量与不受阻碍的阳光下预期的光量之间的差异,这反映了烟雾中温室气体分子和气溶胶的数量。研究人员计算了火灾排放的甲烷和一氧化碳相对于二氧化碳的量。

利用这些比率,该小组根据加州空气资源委员会 (CARB) 编制的野火二氧化碳 (CO 2 )排放总量估算值,估算了当年加州野火甲烷排放总量。他们还使用这些比率来计算每种温室气体的排放量相对于燃烧的燃料量,这一指标称为排放因子。

美国农业部林务局落基山研究站的大气科学家肖恩·厄本斯基没有参与这项研究,他说,这项研究是“独一无二的” 。“这是我第一次了解到[科学家]使用这种技术进行总柱测量并直接测量CO 2,​​因此他们直接取消了排放因子,”他说。

更大的火焰带来更多的甲烷

“在大火年,加州野火排放的甲烷与所有人为来源相比相当大。”

厄本斯基说,红杉综合体和克里克火灾的甲烷和二氧化碳排放因子与美国西部其他温带森林火灾的排放因子相似。但较大的火灾会燃烧更多的燃料,因此会释放更多的甲烷。厄本斯基解释说:“在大火年,加州野火排放的甲烷与所有人为排放源相比相当大。”

CARB规划范围(该州减少温室气体排放和实现碳中和的蓝图)并未考虑这种被低估的甲烷来源。CARB 公共信息官员戴夫·克莱格恩 (Dave Clegern) 在一封电子邮件中写道,部分原因是历史上并不知道甲烷是野火排放的主要组成部分。

克莱格恩补充说,2001 年至 2022 年野火造成的平均甲烷排放量将接近 2020 年加州甲烷总排放量的 1%。

2020 年的火灾“可能代表了未来将会发生越来越多的火灾”。

 一项早期研究显示,在全球范围内,火灾对甲烷总排放量的贡献也很小,仅占 2008 年至 2017 年间甲烷总排放量的 5% 左右。霍普金斯说,这些历史数据显示,野火造成的甲烷排放量很小,但 2020 年的火灾“可能代表了未来将会发生越来越多的火灾”。

自2020年以来,大火持续肆虐加州。该州近代历史上 最大的20起火灾中有四起发生在次年。根据 NOAA 国家环境信息中心野火报告,在美国,2021 年和 2022 年火灾烧毁的总面积超过了过去 20 年的年平均 水平。

霍普金斯说,不断增加的特大火灾频率可能会抵消加州减少人为甲烷排放的努力,导致该州推迟实现其 目标。

类似的野火趋势正在世界各地出现。2023年迄今为止,加拿大阿尔伯塔省的山火已烧毁 超过100万公顷土地,并 导致数千人流离失所。火灾还烧毁了更多土地根据一些研究,在北方地区,它们排放的二氧化碳量破纪录。如果排放因子保持不变,这些火灾也可能释放更多的甲烷。

 

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