2020年7月15日,全球碳專案(GCP)公佈了全面涵蓋甲烷的所有源和匯的最新版全球甲烷收支報告「2000-2017年全球甲烷收支(The Global Methane Budget 2000-2017)」。此次更新爲提高甲烷收支中各個專案的精度,採用了全球衆多研究人員最新開發的自下而上式和自上而下式方法,明確了最近20年(2000–2017)的甲烷收支的時間變化和地區變化。透過這項研究還能瞭解排放量變化最大的地理位置和經濟領域相關的内容,將爲削減甲烷排放提供重要的指南。
甲烷(CH4)屬於溫室氣體,是引起氣候變遷的第二大人爲因素,僅次於二氧化碳(CO2)。2017年,大氣中的甲烷濃度比工業革命前(1750年前後)增加了150%以上。在所有溫室氣體對地球變暖產生的影響中,甲烷佔23%,雖然平均壽命比二氧化碳短(在大氣中約存在10年),但以相同重量來比較的話,其帶來的温室效應比二氧化碳更強(用全球暖化潛值(GWP)表示其温室效應爲二氧化碳的多少倍)。以100年進行比較時,甲烷的全球暖化潛值(GWP-100)爲28倍,以20年比較時(GWP-20)約爲84倍。因此,今後削減甲烷排放量被認爲對有效緩解地球變暖至關重要。
圖1是透過此次發佈的「2000-2017年全球甲烷收支」的研究結果明確的最近10年(2008–2017)全球整體的甲烷收支情況。甲烷的來源包括自然來源和人爲來源,研究發現,人爲來源在甲烷的總排放量中所佔的比例約爲60%,達到一半以上。另外,比較排放量和削減量發現,前者高於後者,大氣中的甲烷濃度增加。
關於其他結果,對大氣中的甲烷濃度暫停增加的時期(2000–2006)與收支評估最後一年(2017)的甲烷收支進行比較發現,2017年的排放量增加了9%(按甲烷重量換算相當於一年增加了約5000萬噸)。增加的這部分幾乎全是人爲來源的排放。而溼地、湖沼、水庫、白蟻、地質排放及水合物等各種自然來源的甲烷排放量基本沒有變化。
圖1:2008–2017年全球的甲烷排放
(globalcarbonproject.org/methanebudget/index.htm)
造成甲烷排放增加的主要領域爲化石燃料(生產和消費)、農業活動及廢棄物領域。此次的結果表明,緩解氣候變遷需要減量這些領域的排放量。
區域差異:非洲、亞洲和美國增加,歐洲減量
從地理位置來看,全球的甲烷排放量有64%來自熱帶(北緯30度以南),32%來自北半球中緯度(北緯30~60度)地區,北半球高緯度(北緯60度以北)地區僅佔4%。
按地區來比較2000–2006年與2017年的排放量,1)非洲和中東、2)中國、3)南亞和大洋洲、4)北美呈特徵性增加。與這些地區相反,歐洲是唯一一個排放量減量的地區。歐洲排放量減量的主要原因是,農業和廢棄物領域的作業流程採取了削減甲烷排放量的對策。
各地區的排放源也不盡相同。例如,非洲和亞洲(中國除外)的主要排放源爲農業和廢棄物,其次是化石燃料。而在中國和北美,化石燃料消耗是最大的甲烷排放源和大氣濃度增加因素。
排放量增加導致大氣中的濃度增加
甲烷排放量增加意味着,要想達成《巴黎協定》的目標,需要付出相當大的努力來削減甲烷排放量。目前人爲來源甲烷排放量的變化趨勢介於IPCC第5次評估報告中設想的最有可能加劇地球變暖的兩種情景(即RCP8.5和RCP6.0)之間。這相當於,與《巴黎協定》規定的目標升溫半徑1.5–2.0℃相比,到本世紀末大氣溫度會升高3℃以上。
日本的貢獻
此次發佈的收支報告由來自全球69家機構的91名研究人員組成的國際研究團隊共同完成。其中包括10名來自日本研究機構(國立研究開發法人國立環境研究所、國立研究開發法人海洋研究開發機構、氣象廳氣象研究所)的研究人員。另外,日本的研究機構等還提供了透過觀測站和溫室氣體觀測人造衛星(GOSAT)收集的大氣中的甲烷資料,被用來推算排放量。
論文資訊
題目:The Global Methane Budget 2000-2017
期刊:Earth System Science Data
URL:doi.org/10.5194/essd-12-1561-2020
題目:Increasing anthropogenic methane emissions arise equally from agricultural and fossil fuel sources
期刊:Environmental Research Letters
URL:doi.org/10.1088/1748-9326/ab9ed2
參考資料
全球甲烷收支2020
文:JST客觀日本編輯部