2003～2022 年中国东北对流层大气甲烷浓度 时空分布与地质排放影响研究

• 作者: 徐智超 单炜 邓超 计静
• 来源期刊: 气候与环境研究
• 学科: 地球科学
• 关键词: 中国东北及全国区域;多年冻土;甲烷浓度;时空分布;地质释放源
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 79-95
• 页数: 17页
• 语种: 中文

摘要

中国东北存在中国最大的高纬度多年冻土分布带，随着全球气候变暖的加剧，多年冻土内储存的碳将逐渐解冻并以甲烷气体的形式释放，进而提高近地面对流层甲烷浓度，然而目前针对此区域近地面对流层甲烷浓度变化规律及排放源研究尚不清晰。本文利用Aqua卫星搭载的AIRS(Atmospheric InfraredSounder)遥感资料对中国东北及全国区域2003～2022年对流层整体甲烷浓度时空分布情况及变化趋势进行分析，并结合国家气象及现场监测数据，研究了中国东北多年冻土区地表甲烷排放源及排放机理。结果表明：中国东北地区多年冻土带在四季中均具有较高的甲烷排放能力，甲烷浓度呈显著的双峰季节变化特征，第一个峰值出现在夏季（6～8月），最大值出现在8月，第二个峰值出现在冬季（12～2月），最大值出现在12月；中国东北地区对流层甲烷浓度平均增长率最大值出现在春季（平均值为6.05 ppb/a,1 ppb=10-9），这是因为多年冻土退化后冻结层下封存的古老碳逐渐暴露并以甲烷的形式释放；除产甲烷菌作用，储存在多年冻土冻结层的地质甲烷（亚稳态甲烷水合物，稳态甲烷水合物及地下深处或煤层产生的产热甲烷）也逐渐被释放。最后，结合现场监测结果给出了多年冻土区地质甲烷热—气—固耦合作用模型，为中国东北多年冻土区碳循环研究提供数据和技术支持。