科学家们首次使用卫星来估计有多少甲烷从北极湖泊渗入大气。本周在华盛顿特区举行的美国地球物理联合会会议上提出的初步数据，有助于解释长期以来大气测量甲烷排放量估算值与单个湖泊收集数据之间的差异。
当冰冻的永久冻土层融化形成湖泊时，微生物会分解水下融化地面中的有机物并释放甲烷，这是一种强效温室气体。研究人员已经逐个测量了数百个湖泊中渗出的甲烷量，但估算整个北极地区的排放量仍然是一个挑战。了解这些湖泊正在释放多少甲烷对于预测永久冻土层排放可能在多大程度上加剧未来气候变化至关重要。
为了解决这个问题，由阿拉斯加大学费尔班克斯分校的遥感科学家梅兰妮·恩格拉姆领导的团队转向了日本高级陆地观测卫星获取的合成孔径雷达测量数据。这种类型的雷达测量地面高度的变化。
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恩格拉姆的团队发现，日本卫星上的传感器足够灵敏，可以探测到不断上升的甲烷气泡流如何使秋季和冬季在北极湖泊上形成的冰面变形。“这真的很令人兴奋，”她说。“我们可以看到冰的粗糙度——甲烷气泡造成的凹坑。”
该团队将卫星数据与 48 个湖泊的甲烷实地测量数据进行了比较，然后使用他们发现的相关性分析了阿拉斯加 5 个地区 5000 多个湖泊的排放量。“我们首次可以从少数几个湖泊扩展到整个景观，”阿拉斯加大学费尔班克斯分校的生物地球化学家凯蒂·沃尔特·安东尼说，她帮助进行了这项研究。
追踪气体
美国宇航局喷气推进实验室位于加利福尼亚州帕萨迪纳的生物地球化学家克莱顿·埃尔德说，找到更好的工具来估算北极甲烷排放量将有助于科学家弥合数据差距并改进气候模型的预测。
埃尔德在会议上介绍了美国宇航局部署的高分辨率机载传感器的新发现，这是美国宇航局为期十年的实地考察活动的一部分，旨在评估气候变化如何影响北极。数据表明，在整个地区，陆地上融化永久冻土层排放的大部分甲烷来自北极湖泊周围的热点地区。
恩格拉姆的结果表明，之前的研究高估了许多大型湖泊的甲烷排放量，部分原因是科学家们花费了更多时间研究排放量相对较高的小型湖泊。
例如，在阿拉斯加北部巴罗半岛周围 2000 平方公里的区域内，该团队计算出湖泊每年每平方米水面释放平均 0.6 克甲烷，这相当于每平方公里约 141 公斤甲烷。恩格拉姆说，这比之前一些基于单个湖泊测量的估算值低约 84%，但与基于大气测量的估算值非常吻合。
沃尔特·安东尼和其他科学家之前的建模研究表明，随着本世纪地球变暖，北极湖泊形成产生的甲烷排放量可能会显着增加。这项研究假设全球温和变暖，预测北极湖泊中冒出的甲烷量激增将使永久冻土层的总排放量增加近两倍——相当于近 190 亿吨二氧化碳，或大约全球工业 CO2 年排放量的一半。
她说，在预测未来永久冻土层排放的模型中考虑快速形成的北极湖泊是困难的，“但这表明我们需要这样做。”
本文经许可转载，并于2018年12月12日首次发表。