河北
甲烷（CH4）是一种强效温室气体，近几十年来其在大气中的浓度急剧上升。湿地是大气中甲烷的最大天然来源，但湿地到底排放了多少甲烷、这些排放又会随着气候变化增加多少，目前仍存在很大的不确定性。热带湿地，包括亚马逊地区的湿地，会产生大量甲烷，但准确估算其排放源和排放量仍然困难。原因之一是测量数据太少，尤其是在热带地区——大面积的云层覆盖会干扰卫星观测，地面测量站点又非常少。
一个由马克斯·普朗克化学研究所领导的国际研究团队，通过飞机测量发现，亚马逊地区的实际排放量显著高于气候和地球系统模型的估算值。在某些地区，甲烷排放量甚至是以往计算值的四倍。这些发现发表在《地球物理研究快报》上，对气候预测的准确性具有重要意义。
现有模型已经力不从心了
“模型算出来的结果和实际情况之间的差异，促使我去探究这些缺失的甲烷到底来自哪里，”马克斯·普朗克化学研究所的琳达·奥尔特说。这位大气化学家、该研究的第一作者指出，在6公里（3.7英里）及以上的高度，测量数据和模型数据吻合得相当好。然而，越接近地球表面，差异就越大。平均来看，实测的甲烷水平大约是对应模型值的两倍（相对于背景值而言）。
在2022年12月和2023年1月进行测量时，大气中的背景水平约为1907 ppb（十亿分之一），但此后又有所上升。ppb（十亿分之一）这一单位用于精确描述极低的混合比，例如大气中痕量气体的混合比。Ort将高海拔地区模型与实测数据的吻合归因于甲烷在大气中混合良好，且模型准确模拟了气团的传输和混合效应。但模型在较低海拔地区则表现不佳。
对排放来源的进一步分析表明，在某些地区，亚马逊湿地释放的甲烷比先前认为的高出多达四倍。按湿地类型细分，例如，河流三角洲的排放量高出26%，水库高出19%，定期泛滥的河流区域高出13%。
研究人员在2022年12月至2023年1月的两个月期间收集了数据。这段时间恰好处于旱季向雨季过渡的阶段——这一阶段通常不会发生生物质燃烧，这意味着测量结果受人类活动的影响不大。虽然雨季甲烷排放量更高，旱季则较低，但两者大致可以相互抵消。因此，这两个月的测量数据大致可以代表湿地排放的年平均水平。
旱季与雨季之间的大规模测量飞行
利用HALO研究飞机上的传感器，Ort和他们的国际团队在巴西亚马逊雨林广阔区域的不同高度测量了甲烷浓度。飞行高度最低仅距树冠上方200米（650英尺），最高超过14公里（8.7英里）。在7000多个测量点，科学家们使用专为HALO开发的吸收光谱仪收集数据，该仪器即使在高海拔等低气压环境下，也能精确检测甲烷这种微量气体。
在分析中，他们将整个亚马逊地区划分为0.1度×0.1度的网格单元——这在排放分布图的绘制中属于高分辨率。为了确定空气中测到的甲烷来自地面的哪些区域，研究人员使用大气传输模型反向追踪气团的运动路径，找到它在地面上对应的网格单元。随后，他们利用NASA一套成熟的集合模拟方法来估算湿地，并结合复杂的数值方法，计算出实际释放的甲烷量。
NASA集合模拟方法基于对地表特征（如湿度、植被和温度）的卫星测量，间接估算甲烷排放量。
“我们的研究结果表明，热带湿地（如亚马逊雨林）中仍有许多被低估的甲烷来源，”奥特说。据奥特称，需要更多测量数据，才能更好地识别这些甲烷来源（有些来源变化很大），并改进气候和地球系统模型。
甲烷排放：35%来自自然来源，65%来自人为来源
全球约65%的甲烷排放来自人为来源，如农业、化石燃料生产和利用以及废物管理。其余35%来自自然过程。当枯死的植物、落叶等有机物在水下被微生物分解时，会产生大量甲烷。比如水坝，大片森林被淹没后就会出现这种情况。尽管这些人工建筑主要用于水力发电，但它们也被算作甲烷的自然来源。
“这些结果凸显了进一步了解湿地甲烷形成过程的重要性，”马克斯·普朗克化学研究所大气化学系主任、该研究的合著者埃里克·科特说。“要想可靠评估全球甲烷收支，我们还需要多得多的测量数据——不仅是在亚马逊地区，还有中非、东南亚这些数据很少的热带地区。”
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