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        2022年溫室氣體公報解讀

        更新時間:2023-12-08      點擊次數:399

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        世界氣象組織(WMO)全球大氣觀測計劃(GAW)站網觀測到全球大氣中CO2濃度在2022年達到417.9ppm,顯示全球大氣平均CO2濃度上升到過去200萬年以來的新高。位于中國青海瓦里關的GAW全球本底站觀測到大氣CO2濃度在2022年也達到419.3ppm,是自1990年我國在瓦里關開始全球大氣溫室氣體觀測以來的最高值,表明人類活動排放的溫室氣體持續在大氣中累積。應對氣候變化、全球溫室氣體減排、碳中和面臨的壓力依舊。


        20世紀90年代初,中國氣象局首先在瓦里關國家大氣本底站開展溫室氣體觀測,后續在北京、上甸子、浙江臨安、黑龍江龍鳳山、云南香格里拉、湖北金沙和新疆阿克達拉等6個區域大氣本底觀測站開展溫室氣體的聯網觀測,分別代表京津冀、長三角、東北林帶和松嫩平原、川滇及高原邊緣帶、洞庭鄱陽兩湖平原和天山地區的大氣本底特征。左下圖是1990~2022年中國瓦里關國家大氣本底站和北半球中緯度美國夏威夷冒納羅亞(MaunaLoa,MLO)站大氣CO2月平均濃度長期變化,右下圖是全年在軌運行的兩顆衛星監測得到的2022年中國陸地區域大氣CO2年均柱濃度分布圖。

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        世界氣象組織(WMO)于2023年11月15日發布的《WMO溫室氣體公報(2022年)第19期》顯示,2022年主要溫室氣體的全球大氣年平均濃度達到新高,二氧化碳(CO2)為417.9±0.2ppm,甲烷(CH4)為1923±2ppb,氧化亞氮(N2O)為335.8±0.1ppb,分別為工業化前(1750年之前)水平的150%、264%和124%。中國氣象局瓦里關國家大氣本底站瓦里關站2022年的觀測數據顯示,大氣CO2、CH4和N2O年平均濃度分別為419.3±0.2ppm、1979±0.6ppb、336.5±0.2ppb,與北半球中緯度地區同期平均濃度大體相當,但都略高于全球平均值。2022年全球大氣CO2、CH4和N2O濃度相對于2021年的絕對增量分別為2.2ppm、16ppb、1.4ppb,瓦里關站分別為2.3ppm、14ppb、1.4ppb。過去10年(2013~2022年)全球大氣CO2、CH4和N2O的年平均絕對增量分別為2.46ppm、10.2ppb、1.05ppb,同期瓦里關站分別為2.16ppm、9.8ppb、1.09ppb。


        六個區域大氣本底站大氣CO2和CH42022年平均濃度與2021年相比大多呈增加趨勢。衛星監測顯示:2022年全球和中國陸地區域年平均大氣CO2濃度分別達到415.0±2.9ppm和417.2±2.9ppm。相比2021年,增長2.3ppm和2.0ppm。全球年平均大氣CO2濃度增量略低于過去10年(2013~2022年)的平均絕對增量(2.5ppm),而中國陸地區域年平均大氣CO2濃度增量則明顯低于過去10年平均絕對增量(2.5ppm)。

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        表格1

        2022年全球和瓦里關站3種主要長壽命溫室氣體(CO2、CH4、N2O)的年平均濃度、過去1年的增量和過去10年的年平均增量。

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        圖1

        1990年以來瓦里關站大氣CO2、CH4、N2O濃度(上圖)及其增長率(下圖)上圖中的藍點表示月平均值,

        紅線為其線性擬合曲線;下圖中的紅點表示月增長率,灰色柱為增長率年平均


        二氧化碳(CO2)是影響地球輻射平衡最主要的長壽命溫室氣體,對過去10年和過去5年輻射強迫增幅的貢獻分別約為79%和77%。工業化前(1750年之前)全球大氣CO2平均濃度保持在278.3ppm左右,由于人類活動排放(化石、生物質燃料燃燒、水泥生產以及土地利用變化等)的影響,全球大氣CO2濃度不斷升高。2022年全球和瓦里關站CO2年平均濃度分別達417.9±0.2ppm和419.3±0.2ppm,過去10年的年平均絕對增量分別為2.46ppm和2.16ppm。2022年其他區域站大氣CO2年均濃度月均值與2021年同期相比總體上呈現增加之勢。


        甲烷(CH4)是影響地球輻射平衡第二重要的長壽命溫室氣體,至2022年在全部長壽命溫室氣體濃度升高所產生的總輻射強迫中的貢獻率約為19%。約40%的甲烷來自自然源排放(如濕地和白蟻),約60%來自人為源(如反芻動物、水稻種植、化石燃料開采、垃圾填埋和生物質燃燒)。工業化前全球大氣CH4年平均濃度保持在722ppb左右。全球大氣CH4的年增量在20世紀80年代末約為12ppbyr-1,1999~2006年間降至近乎為零,2007年以來,大氣中的CH4再次增加。2022年全球平均和瓦里關站大氣CH4的年平均濃度分別達到1923±2ppb和1979±0.6ppb,過去10年的年平均絕對增量分別為10.2ppb和9.8ppb。2022年其他區域站大氣CH4年均濃度月均值與2021年同期相比總體上呈現增加之勢。


        氧化亞氮(N2O)是影響地球輻射平衡的重要的長壽命溫室氣體,至2022年在全部長壽命溫室氣體濃度升高所產生的總輻射強迫中的貢獻率約為6%。N2O通過自然源(約57%)和人為源(約43%)排入大氣,包括海洋、土壤、生物質燃燒、化肥使用和各類工業過程。工業化前全球大氣N2O年平均濃度保持在270.1ppb左右。由于人類活動排放,全球大氣的N2O濃度不斷升高。中國氣象局于1996年首先在瓦里關站開展N2O的觀測,至2009年逐步擴展到了7個大氣本底站。2022年全球和瓦里關站的N2O年平均濃度分別達335.8±0.1ppb和336.5±0.2ppb,過去10年的年平均絕對增量分別為1.05ppb和1.09ppb。


        世界氣象組織全球大氣觀測計劃(WMO/GAW)負責協調溫室氣體的全球網絡化觀測和分析。截至目前,該觀測網包括32個全球大氣本底站、400余個區域大氣本底站和100余個貢獻站。中國氣象局4個大氣本底站(青海瓦里關、北京上甸子、浙江臨安和黑龍江龍鳳山)已列入WMO/GAW大氣本底站系列,并按照WMO/GAW的觀測規范和質量標準開展觀測。瓦里關站的觀測資料已進入WMO世界溫室氣體數據中心(WDCGG),用于《WMO溫室氣體公報》,以及WMO、聯合國環境規劃署(UNEP)、政府間氣候變化專門委員會(IPCC)等的多項科學評估。


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        Picarro G2508 氣體濃度分析儀通過同時測量五種氣體(N2O、CH4、CO2、NH3 和 H2O),從根本上簡化了土壤通量研究,且描繪了溫室氣體土壤排放的全貌。土壤與大氣之間的溫室氣體交換是全球碳循環和氮循環的關鍵一步。G2508 易于集成土壤檢測腔室,無需組裝或同步不同的氣體分析儀,就可以實現所有主要溫室氣體的行為觀測。G2508 采用精密光腔衰蕩光譜(CRDS)技術,以達十億分之一(ppb)的靈敏度測量氣體濃度,其漂移可忽略不計。而且,Picarro 的算法可以對N2O、CH4和 CO2 的濃度自動進行水汽影響校正。


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