过去2000年大气甲烷含量与气候变化的冰芯记录

摘要

温室气体与气候变化的关系是当前全球变化研究中的一个核心内容.目前关于大气温室气体含量变化只有几十年的实测资料,而冰芯包裹气体中的CH4不仅能反映过去大气CH4含量随时间的变化,而且能很好地揭示陆地CH4向大气中的释放随时间及空间的分布.近年来,极地冰芯研究表明南极和北极过去大气层中的甲烷含量差异很大,北极大气层中甲烷含量远大于南极大气层.科学家们推测,中低纬度地区是全球大气层甲烷含量变化的驱动源.而对这一可能驱动源的甲烷含量变化,很长时间人们一无所知.达索普冰芯记录揭示了中低纬度大气CH4含量与极地冰芯记录相同的变化趋势,并明确显示工业革命以来大气CH4含量的增长.高分辨率达索普冰芯记录的工业革命以来大气CH4含量变化最显著的特征是20世纪两次世界大战期间人类活动CH4排放的减缓使大气CH4含量呈负增长.中低纬度大气CH4含量的恢复使我们有机会与极地冰芯记录进行定量对比研究.0～1850A.D.中低纬度大气CH4的平均含量为782nmol/mol,与格陵兰和南极大气CH4平均含量差分别达66nmol/mol和109nmol/mol,并且其最大自然波动幅度超过200nmol/mol,这是极地冰芯记录从未有过的.达索普冰芯记录表明工业革命前中低纬度为全球大气重要的CH4源区,但最近1000a来,北半球中高纬度的排放有了显著的加强;过去2000a来的自然变化时期,气候变化的纬向差异对北半球不同纬度带CH4排放格局有重要影响.