北极甲烷:阿比斯科斯托达伦湿地的夜晚

作者:伦敦大学皇家霍洛威学院的 Rebecca Fisher 博士。 我在瑞典阿比斯科的斯托达伦湿地进行 24 小时空气采样活动的中途写下这篇文章。

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作者:伦敦大学皇家霍洛威学院的 Rebecca Fisher 博士

我正在瑞典阿比斯科的斯托达伦湿地进行 24 小时空气采样活动的中途写下这篇文章。阿比斯科(北纬 68⁰21’,东经 19⁰03’)位于基律纳西北约 100 公里处,飞机小组驻扎在那里。这里的湿地甲烷排放量已经研究了 30 多年。随着不连续永久冻土的融化,这一时期 CH4 的排放量有所增加。

我为什么要整晚呆在这里?我正在从湿地表面上方(距地面高度 30 厘米和 3 米)收集空气样本,每两小时收集一次,持续 24 小时。不幸的是(对于一个睡眠不足的博士后来说),空气中甲烷的最高浓度往往出现在清晨,日出之前。夜间从湿地土壤排放的甲烷会被困在地面附近。


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夜间甲烷浓度会增加多少取决于影响混合高度的气象条件——通常在静止条件下测量到最高浓度,尤其是在发生温度反转时。今晚的风很平静——下午有一点西风,但太阳一下山,风就完全停了,这意味着当地的排放物应该会积聚。当太阳升起时,大气会混合起来,地面附近测得的浓度将会降低。由于白天大气层的这种混合,早午时地表附近的空气最干净。

当空气样本回到我们在皇家霍洛威的实验室时,我们将测量空气中甲烷的浓度,然后使用质谱仪测量甲烷中的同位素组成(即碳 13 与碳 12 的比率)。从湿地释放到大气中的甲烷同位素特征可能会因生产机制、温度、水位和植被类型等因素而异。我们正在多个湿地地点进行这些实验,以了解北极湿地甲烷的同位素特征变化程度。然后,我们将把飞机上样本的同位素测量结果与地面测量结果进行比较。

那么凌晨 2 点的湿地是什么样的呢?它确实不像是半夜,因为它不是很黑。虽然太阳大约在 21:30 落山,直到 4 点之后才会升起,但北方的天空一直很明亮,而且光线足以沿着木板路行走而不至于摔倒(到目前为止)。气温已从白天的 15⁰C 降至 7⁰C,但土壤温度一直相当恒定(在 10 厘米深度处约为 10⁰C),因此我们预计土壤中甲烷的通量在白天和夜晚之间相当恒定。直到我打开空气采样泵,噪音惊扰了一些鸟类,这里才非常安静。我有一些蚊子作伴,但幸运的是,这周蚊子不像我们过去经历的那么多。我能听到温室气体分析仪的远距离嗡嗡声和自动气室打开和关闭的呜呜声。还没有狼或熊来调查我在做什么。也许他们已经习惯了科学家在阿比斯科周围不寻常的活动。

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Michelle Cain is a postdoctoral researcher at the Centre for Atmospheric Science in the Department of Chemistry at the University of Cambridge, UK, and a Natural Environment Research Council policy placement fellow at the Department for Environment, Food and Rural Affairs, UK. She completed her doctorate at the Department of Meteorology at the University of Reading, where she used both computer models and measurement data to study the transport of pollutants in the atmosphere. She is currently using these techniques to study pollutants in the atmosphere globally, including methane emissions in the Arctic. Posts will come from both Michelle and her colleagues working on the Arctic field work.

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