作者:徐绍亮 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/1/10 15:53:28
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2015超强厄尔尼诺现象助推温室气体浓度增长

 

2016年11月17日,中国气象局发布《2015年中国温室气体公报(总第5期)》。这与2016年10月24日联合国世界气象组织(WMO)发布《2015年WMO温室气体公报(总第12期)》相呼应(注:世界气象组织自2006年起,每年度发布一期《WMO温室气体公报》。

一、全球温室气体浓度监测与分析

温室气体主要包括《京都议定书》限排的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs),以及《蒙特利尔议定书》限排的部分卤代温室气体。其中,卤代温室气体是分子中含卤素原子(氟、氯等)温室气体的总称,例如氯氟碳化物(CFCs)、氢氯氟碳化物(HCFCs)等,几乎全部由人类活动产生,用作制冷剂、发泡剂、喷雾剂、清洗剂、灭火剂、溶剂、绝缘材料等。

世界气象组织全球大气观测网(WMO/GAW)负责协调大气温室气体及相关微量成分的系统观测和分析。截至2015年,GAW观测网包括了31个全球大气本底站、400多个区域大气本底站和100多个贡献站。大气温室气体浓度联网监测分析是历次《联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)》科学评估报告、《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》、《WMO和联合国环境规划署(UNEP)臭氧层损耗科学评估报告》等的数据来源和科学基础。

今年10月24日,世界气象组织(WMO)发布2015年度全球大气温室气体公报。公报采用的大气温室气体浓度数据来自世界气象组织全球大气观测网(GAW)、全球大气气体先进试验(AGAGE)等。公报称,全球大气主要温室气体浓度继续突破有仪器观测以来的历史记录,二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度分别达到400.0±0.1ppm[1]、1845±2 ppb[2]、328.0±0.1 ppb,相比工业革命前分别增加了44%、156%和21%。其中二氧化碳浓度年增幅为2.3ppm,明显高于2013年至2014年增幅以及过去10年的平均增长率(2.08ppm/年)。甲烷和氧化亚氮增幅分别达11ppb和1.0ppb,也明显高于过去十年的平均值。

公报指出,过去一年二氧化碳浓度增长率较高与出现的超强厄尔尼诺现象有关。2015年开始的厄尔尼诺气候事件持续了20个月,是1951年以来出现的强度仅次于1997/1998年的超强事件。超强厄尔尼诺现象导致热带地区干旱加剧,植被碳吸收量减少,引发火灾导致二氧化碳排放量增加,从而导致全球二氧化碳增幅明显上升(升幅由年平均2.08ppm增加到2.3ppm)。最新数据显示,全球大气二氧化碳在2016年持续增加,美国夏威夷冒纳罗亚本底站(MLO)观测二氧化碳将首次全年维持在400 ppm以上。 “400ppm”已经成为全球大气二氧化碳的常态。

二、中国温室气体浓度监测与分析

自上世纪80年代开始,中国气象局先后建设了青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山、云南香格里拉、湖北金沙和新疆阿克达拉等7个大气本底站,分别代表了我国几个典型气候、生态和经济区,开展中国大气温室气体浓度的监测与分析。青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山4站还进入世界气象组织全球或区域大气本底站序列,也被遴选进入了中国的国家大气成分本底野外科学观测研究站系列。

上述7个大气本底站开展了包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫和其它卤代温室气体,以及一氧化碳、二氧化碳稳定同位素等温室气体及相关微量成分的联网观测。其中,青海瓦里关全球大气本底站于1990年开始采样分析,1994年开始在线观测,迄今已有20多年历史,拥有国内最长的大气二氧化碳、甲烷等温室气体浓度时间序列。其它大气本底站自2006年以来,陆续开展了温室气体的采样和在线观测。同时,中国气象局初步建立了与国际接轨的分析标校体系,为进一步规范化开展温室气体及相关微量成分的网络化观测提供了示范、平台和经验,并在科学研究、技术标准溯源与传递、质量保证与质量控制等领域发挥了重要作用。

监测结果显示,2015年中国青海瓦里关全球大气本底站大气中的三种主要温室气体(二氧化碳、甲烷和氧化亚氮)的年平均浓度分别升至401.0±1.0ppm、1897±2ppb、328.8±0.2ppb。高于同期全球平均水平,与北半球中纬度地区的平均浓度大体相当。我国3个区域本底站温室气体浓度也出现大幅增加。2015年北京上甸子站、浙江临安站、黑龙江龙凤山站二氧化碳平均浓度分别为409.7±1.6ppm、414.1±2.0ppm、408.2±4.3ppm,甲烷浓度分别为1957±5ppb、2019±5ppb、1993±9ppb。云南香格里拉站、湖北金沙站和新疆阿克达拉站二氧化碳浓度也分别达到399.2±3.2ppm、407.1±2.0ppm和402.8±2.1ppm,甲烷分别为1888±4ppb、2057±20ppb和1941±10ppb。

2015年,我国大气中部分卤代温室气体如氯氟碳化物等的浓度已开始下降,而六氟化硫和一些氢氯氟碳化物、氢氟碳化物、全氟化碳等浓度呈快速上升趋势。其中青海瓦里关站和北京上甸子站大气中六氟化硫浓度分别为8.75±0.11ppt[3]和8.79±0.13ppt,均达观测以来的新高。

温室气体联网观测、研究与应用是应对气候变化、推进节能减排的科学基础。基于联网观测的结果进行“自上而下”反演是评估温室气体源汇情况的一种重要手段。当前我国对于温室气体排放估算主要基于“自下而上”的源清单方式,各省市在此基础上建立了区域排放总量清单评估体系,但基于本底温室气体观测资料的“自上而下”反演估算开展较少,为合理估算温室气体排放总量分布,更好的制定减排政策和措施,亟需加强该项研究与估算工作。

[1]ppm为浓度单位,即每百万(106)个干空气气体分子中所含的该种气体分子数。

[2]ppb为浓度单位,即每十亿(109)个干空气气体分子中所含的该种气体分子数。

[3]ppt为浓度单位,即每万亿(1012)个干空气气体分子中所含的该种气体分子数。

 
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