北极变暖如何影响西伯利亚冻土？最新研究称甲烷排放加速增长

　　中新网北京8月7日电 (记者 孙自法)在全球变暖大背景下，北极的快速变暖对西伯利亚地区多年冻土有何影响？

　　全球甲烷排放增长重要热点

　　中国科学家领衔联合英国、日本、德国、挪威合作者完成的最新研究发现，北极快速变暖导致西伯利亚地区多年冻土持续退化、野火活动加剧，进而推动湿地及冻土相关产甲烷过程和野火释放的甲烷不断增加，使该地区成为全球甲烷排放增长的重要热点。

　　研究团队预计，变暖引发的火灾和甲烷生成导致西伯利亚甲烷排放量在十年内翻倍。到21世纪中期，西伯利亚甲烷排放的增加甚至可能抵消全球人为甲烷减排目标的20%。

　　这项全球气候变化领域温室气体收支及其气候环境效应方面的重要研究进展，由中国科学院大气物理研究所(大气所)刘毅研究员团队联合国际团队共同完成，相关论文北京时间8月7日凌晨在国际学术期刊《科学》(Science)上线发表。

　　研究团队指出，尽管西伯利亚地区甲烷排放仅占全球总量约5%，但受观测资料稀缺和环境条件复杂等因素限制，不同研究的估算差异较大，其变化趋势及与温度变化之间的关系长期难以准确判断，成为全球甲烷收支中一个重要的不确定来源。

　　在本项研究中，论文第一作者、中国科学院大气所朱思虹博士利用自主研发的甲烷排放同化反演系统，融合温室气体观测卫星和全球近地面观测数据(包括西伯利亚高塔观测)，将西伯利亚甲烷排放总量和趋势的估算不确定性降低至10%左右。

　　结果显示，2010年-2023年，该地甲烷年排放量增加了约1200万吨±190万吨，平均每年增加约5%(110万吨±10万吨)，相当于同期全球湿地(占全球排放总量约1/3)年均增量的92%。

　　研究团队聚焦气候变化背景下西伯利亚地区甲烷排放演变过程研究，完整揭示大气环流诱发野火提升甲烷释放、导致近期甲烷排放显著增加的机理。在此基础上定量评估了北极加速变暖背景下西伯利亚甲烷排放增长量，为全球甲烷减排政策制定和区域气候阈值研究提供了新的科学依据。

　　纳入未来气候预测风险评估

　　论文共同通讯作者刘毅研究员指出，早在2021年，研究团队就发现西伯利亚的甲烷排放的上升趋势，随后历时数年开展严谨的“双重求证”工作研究发现，以叶尼塞河为界，西伯利亚东西两侧正呈现出“西部更湿，东部更暖更干”两种不同的气候图景，且两侧甲烷排放增长的核心驱动机制存在显著差异。

　　其中，西西伯利亚主要受到冬季斯堪的纳维亚型大气环流影响，增加的海洋水汽和热量输送加剧该地季节性冻土融化，促进甲烷释放；东西伯利亚则与北极涛动引发的高压异常有关，高压系统带来的持续性暖干化加剧野火强度和频次，加速永久冻土突发性解冻，进而增加甲烷排放。

　　在探究机制的过程中，研究团队进一步发现，随着最高气温升高，甲烷排放并非匀速增加，而是呈现轻微加速上升的非线性特征。研究显示，在高排放情景下，到21世纪中期，西伯利亚甲烷排放的增加甚至可能抵消全球人为甲烷减排目标的1/5，这当中，东西伯利亚的甲烷排放增加的幅度和概率较大。

　　“如果我们忽略这种区域性的、非线性的反馈，全球甲烷预算将出现严重偏差。我们的减排努力也可能被自然源变化‘抵消’一部分。”刘毅强调，因此，全球气候评估工作必须重视此类“超调效应”，即增温引发的额外自然源甲烷排放进一步加剧温室效应，使实际升温幅度可能超出原有预测，并将这一反馈更充分地纳入未来气候预测与风险评估。

　　在论文共同通讯作者、英国爱丁堡大学保罗·帕尔默(Paul Palmer)教授和冯量博士看来，即便西伯利亚多年冻土中储存的碳仅有小部分解冻并释放到大气中，也可能对全球气候目标构成严峻挑战。

　　论文共同通讯作者、中国科学院大气所杨东旭研究员认为，目前北极甲烷排放监测仍存在明显局限。遥感和地面观测在时间和空间上的覆盖并不均衡，使科学界仍难以持续、精确追踪区域甲烷排放变化，未来西伯利亚地区是否会从碳汇转变为碳源仍存在很大不确定性。

　　论文共同作者、中国科学院大气所陈尚锋研究员从大气动力学角度进一步强调，中高纬大气环流遥相关对西伯利亚增温及甲烷排放增加的重要作用。

　　研究团队总结称，这类气候驱动的自然源甲烷反馈可能削弱人为甲烷减排的气候效益，并成为全球甲烷治理中的重要不确定因素。本项研究相关发现，对中国参与全球气候治理、完善温室气体综合观测体系、提升气候反馈与风险预估能力等，均具有重要启示意义。(完)