【热点Focus】世界气象组织WMO发布2022年温室气体公报

近日世界气象组织WMO发布了2022年度温室气体公报，以下是主要内容。

报告指出：WMO全球大气监测计划(GAW)的全球网络监测结果表明，2020年和2021年是自20世纪80年代初开始系统测量以来，大气甲烷(CH₄)的年度增幅最大的两年(分别为15 ppb和18 ppb)。对大气中CH₄浓度及其稳定碳同位素比值δ¹³C(CH₄)的测量分析表明，2007年以来CH₄的增加与生物过程有关。

1983-2021年期间由WMO全球大气观测网测量的全球平均大气CH₄的年内增幅

大气中的CH₄是导致气候变化的第二大因素。其有效直接辐射强迫（EDRF）在2021年为0.55 W m^-2，在过去十年中，其平均增加了0.003 W m^-2 Yr^-1。此外，在2021年，CH₄还导致了约0.3 W m^-2的间接辐射强迫。CH₄的排放由各种源和汇组成，许多源在空间上重叠，因此很难按源类型量化排放。目前对大气CH₄排放判断的最佳方法来自WMO GAW对CH₄浓度和δ¹³C(CH₄)的长期高质量的地表观测。这些观察结果表明:

• 自2007年以来，全球平均大气CH₄一直在增加; 

• 增长速度正在加快; 

• 2020年和2021年的年度增长是1983年开始有系统记录以来最快的；

由WMO GAW网络测量的全球平均大气CH₄浓度和δ¹³C(CH₄)，平滑(红线)和非季节化(蓝线)

同位素组成测量表明，全球平均δ¹³C(CH₄)在经历了大约200年的增长之后，几乎在同一时间开始下降，而大气中CH₄浓度在经历了近零增长期之后又开始增加。最可能的解释是，这是由于主要生物源的排放增加造成的。

化石燃料的CH₄排放是CH₄的一大来源(超过全球排放总量的20%)，减少这些排放可带来减少二氧化碳排放的额外好处。然而，由于甲烷的寿命相对较短(约9年)，甲烷在大气中的积累是可逆的，但必须采取措施减少二氧化碳的排放。

对WMO/ GAW观测结果的最新分析显示，二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的全球平均表面摩尔分数在2021年达到新高（下表所示）。就CH₄而言，2020年至2021年的增幅高于2019年至2020年观察到的增幅，大大高于过去十年的平均年增长率。就N₂O而言，2020年至2021年的增幅略高于2019年至2020年观测到的增幅，也高于过去10年的年均增幅。

《世界气象组织第十八届温室气体公报》报告了大气中最重要的长寿命温室气体LLGHGs——二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的浓度和变化率，并概述了其他温室气体的贡献。CO₂、CH₄和N₂O，以及二氯二氟甲烷(CFC-12)和三氯氟甲烷(CFC-11)，约占LLGHGs辐射强迫的96%。

根据NOAA 2021年更新的年度温室气体指数AGGI，相对于1750年，由LLGHGs产生的大气辐射强迫；

WMO全球大气监测计划协调对温室气体(GHGs)和其他痕量气体的系统观测和分析。下图显示了在过去十年中对温室气体进行测量的地点。测量数据由参与国报告，并由设在日本气象厅的WMO世界温室气体数据中心(WDCGG)存档和分发。

在过去的十年里，全球二氧化碳联盟的全球二氧化碳网络。甲烷的监测网络也类似。

下表提供了2021年三种主要温室气体的全球平均大气浓度，以及自2020年和1750年以来它们的浓度变化。数据采用新的WMO CO₂ X2019 标准气体进行校准。历史数据已做转换，确保了报告趋势的一致性。

表中所示的三种温室气体与人类活动密切相关，并与生物圈和海洋强烈相互作用。

为加强温室气体信息基础，WMO正在进行更广泛合作。根据气象组织执行理事会第七十五届会议的决定，一个专门的研究小组目前正在拟订温室气体监测基础设施概念，将建立一种国际协调的方法来观察网络的设计以及获得、国际交流和使用所产生的观察结果。

NOAA 年度温室气体指数AGGI测量了自1990年以来所有长寿命温室气体LLGHGs造成的总辐射强迫的增加。自前工业时代以来，主要温室气体对总辐射强迫的相对贡献见下图。

二氧化碳是大气中最重要的单一人为温室气体，约占LLGHGs辐射强迫的66%。工业化前278.3 ppm的水平代表了大气、海洋和陆地生物圈之间通量的平衡。

1984 - 2021年全球平均二氧化碳摩尔分数(a)及其增长率(b)。这项分析使用了147个观测站的观测结果。

2021年，大气CO₂达到工业化前水平的149%，主要是由于化石燃料燃烧和水泥生产产生的排放。根据国际能源署的数据，全球能源燃烧和工业过程产生的CO₂排放量在2021年反弹至36.3亿吨CO₂，比2020年的34.2亿吨CO₂增加了6%。根据全球碳项目2021年的分析，在2011-2020年期间，森林砍伐和其他土地使用变化平均每年贡献4.1(±2.6)亿吨CO₂。

甲烷约占LLGHGs辐射强迫的16%。约40%的甲烷是由自然来源(例如湿地)排放到大气中的，约60%来自人为来源(例如反刍动物、水稻农业、化石燃料开采、垃圾填埋和生物质燃烧)。根据原位观测计算的全球平均CH₄摩尔分数在2021年达到了1908±2 ppb的新高，较前一年增加了18 ppb。这一增加高于2019 - 2020年11 ppb的增加，也高于过去10年的年均增加。使用GAW CH₄测量的研究表明，热带湿地和北半球中纬度人为源CH₄排放的增加可能是最近这一增加的原因。 

1984 - 2021年全球平均CH4摩尔分数(a)及其增长率(b)。这项分析使用了149个观测站的观测结果。

氧化亚氮约占LLGHGs辐射强迫的7%。N₂O从自然来源(约57%)和人为来源(约43%)排放到大气中，包括海洋、土壤、生物质燃烧、化肥使用和各种工业过程。2021年全球平均N₂O摩尔分数达到334.5±0.1 ppb，比前一年增加了1.3 ppb，是工业化前水平(270.1 ppb)的124%。2020年至2021年的年增长率高于2019年至2020年的年增长率，也高于过去10年的平均增长率。全球人为引起的N₂O排放主要来自于向农田添加氮。

1984 - 2021年全球平均N₂O摩尔分数(a)及其增长率(b)。这项分析使用了108个站点的观测结果。

55个WMO成员向GAW WDCGG提供了二氧化碳和其他温室气体数据。提交给WDCGG的约39%的测量记录是在NOAA全球监测研究实验室合作空气采样网络的站点获得的

Picarro 是全球领先的温室气体（GHG）、痕量气体和稳定同位素测量解决方案提供商，产品与解决方案已广泛用于许多科学研究以及公共事业之中。专利技术光腔衰荡光谱法（CRDS）是 Picarro 产品核心，用以检测 ppb 级别或更低浓度的目标分子。Picarro 已成为科研机构、政府部门、以及国际组织（包括 WMO/GAW/NOAA/ICOS 以及 IAEA 等全球性观测组织）温室气体测量相关产品与解决方案的主要供应商。