大氣污染和氣候變化是長期以來備受關注的全球性環(huán)境
問題,對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康有著深遠影響。但是,這兩個環(huán)境議題之間是否存在關聯(lián)?近日,清華大學
深圳國際研究生院(以下簡稱:SIGS)環(huán)境與生態(tài)研究院副教授鄭博帶領由中、法、德多名學者構成的國際研究團隊,在《自然》期刊發(fā)表題為“大氣污染影響全球甲烷收支的趨勢和年際變化”的重要研究成果,創(chuàng)新性地提出了減污和降碳的融匯,為“減污降碳”賦予了全新內(nèi)涵,為氣候與環(huán)境
政策研究提供了獨特視角和啟發(fā)。
另辟蹊徑
關注甲烷消耗過程
甲烷,是引起氣候變化的全球第二大溫室氣體(僅次于二氧化碳)。在新時代全球
碳中和行動中,理解大氣中甲烷濃度的變化及其機制,成為研究氣候變暖的重要科學議題之一。
“大氣中甲烷的濃度變化驅動力分為兩個維度,一是排放,二是損耗。”鄭博解釋道,“從排放的角度,排放源包括濕地、能源、農(nóng)業(yè)和廢棄物等自然和人為源;另一方面,甲烷濃度也受其損耗過程影響——如果甲烷損耗加快,即使排放有所增加,也能被損耗過程‘緩沖’或‘抵消’”。
這個甲烷被消耗的過程,被稱為甲烷的匯,全球約90%的甲烷匯由一種名為“羥基(OH)自由基”所貢獻。OH自由基,相當于大氣中甲烷的“清除劑”。準確理解甲烷消耗過程及其調(diào)控機制,是開展氣候變化研究和治理的關鍵。
重要發(fā)現(xiàn)
兩大問題潛在關聯(lián)
鄭博表示,以往對甲烷損耗路徑研究的視角較為局限,團隊另辟蹊徑,通過研究甲烷損耗路徑與空氣污染的交互作用過程,進而有了新的洞察。
研究發(fā)現(xiàn),大氣中OH自由基的生成和損耗受大氣中強化學反應活性的氣體影響,而這些活性氣體的主要來源之一,正是與人類生產(chǎn)生活及人群健康息息相關的空氣污染物。
“有些空氣污染物會加速甲烷的損耗,比如臭氧?!编嵅┍硎?,在大氣污染治理的過程中,當人們想減少某一種空氣污染物,但沒有考慮該污染物對甲烷損耗的作用,可能會導致這種污染物的減少客觀上降低甲烷的損耗速度,進而引起大氣甲烷濃度上升?!斑@一發(fā)現(xiàn)啟發(fā)了決策者和施策者在頂層設計中要做到減污降碳協(xié)同兼顧,對我們來說是一個新的啟示?!?/div>
這一創(chuàng)新發(fā)現(xiàn),為大氣科學領域兩個重要概念——大氣污染與氣候變化,找到了一個新的重要“連接點”,系統(tǒng)闡述了全球尺度上空氣污染物如何影響甲烷的損耗及其源匯收支變化趨勢,揭示了實施空氣質(zhì)量和氣候政策時,需要綜合考慮兩者之間的協(xié)同效應。
不斷挖潛
重要成果又出“續(xù)集”
這項關于污染和氣候的科研靈感,最初源于鄭博團隊2023年發(fā)表在《科學》期刊上的重要研究成果。
2023年3月,鄭博團隊與合作者揭開了影響全球氣候變暖一大“隱形殺手”的神秘面紗——野火。這項發(fā)現(xiàn)啟發(fā)人們在“碳中和”目標的實現(xiàn)與氣候政策的制定過程中,應對森林野火現(xiàn)象予以更多重視。研究成果以“北方野火二氧化
碳排放2021年創(chuàng)歷史新高”為題發(fā)表在《科學》期刊,并被遴選為當期亮點研究。
鄭博笑著說,研究團隊此次的新發(fā)現(xiàn),正是2023年“野火”研究的“番外篇”,也是一個意外的研究發(fā)現(xiàn)。 他表示,基于2023年的研究成果,團隊計劃繼續(xù)聚焦綜合評估野火碳循環(huán)及其對大氣環(huán)境與全球氣候的影響。結果,模型實驗結果卻給出了與預想完全不一樣的答案——2021年野火對甲烷的影響甚微。
團隊沒有氣餒,而是決定拓寬研究領域,不局限于野火和僅一年的時間維度,開展關于全球長時間尺度OH自由基全方位影響因素的綜合評估研究?!拔覀兿M麖娜虺叨瘸霭l(fā),以更廣闊的維度和視角,探索過去20年各類大氣活性成分(包括但不限于各種空氣污染物、水蒸氣等)對OH自由基和甲烷消耗速度的影響?!?/div>
研究表明,全球空氣污染與甲烷源匯收支之間存在復雜相互作用,揭示了實施空氣質(zhì)量和氣候政策時需要綜合考慮兩者之間的協(xié)同效應,啟發(fā)人們在減少空氣污染物排放的同時,要系統(tǒng)評估其對全球甲烷收支的影響,以實現(xiàn)空氣質(zhì)量改善和氣候目標的雙贏。研究還為監(jiān)測和評估全球OH濃度及其對甲烷匯的影響提供了一種新的研究工具,對于制定科學合理的氣候政策以應對氣候變化具有重要現(xiàn)實意義。