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图 2020年大气甲烷浓度增长加速的归因。相比于2019年，（a）2020年大气甲烷浓度增长加速的归因；（b）基于“自上而下”大气反演方法估算的甲烷排放变化的空间格局；（c）2020年甲烷排放变化主导源的空间格局；（d）“自下而上“方法估算的甲烷排放变化的空间格局
在国家自然科学基金项目（批准号：41722101、41830643）等资助下，北京大学彭书时研究员与海外合作者近期在大气甲烷浓度增速的机制研究方面取得新进展。研究成果以“湿地排放和大气汇的变化解释了2020年大气甲烷浓度增加（Wetland emission and atmospheric sink changes explain methane growth in 2020）”为题，于2022年12月15日发表在《自然》（Nature）杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05447-w。
甲烷是一种重要的温室气体。自工业革命以来，大气中的甲烷浓度增加了2倍。为实现《巴黎协定》的温室气体减排目标，削减人为甲烷排放速率以降低大气甲烷浓度的任务迫在眉睫。值得注意的是，近十五年的大气甲烷浓度加速增长，2020年达到了1984年以来有站点观测记录以来的最大值。因此，如何解析大气甲烷浓度近期增长加速的机制，成为国际全球气候变化研究的重要难题。
大气甲烷浓度增速主要受人为源排放、自然源排放和大气汇的共同控制。然而，这三部分估算结果的不确定性增加了大气甲烷浓度增速归因研究的难度。2020年受各国新冠疫情防控措施的影响，人为甲烷排放总量有所降低，但大气甲烷浓度反而飙升，这为控制人为排放研究大气甲烷浓度变化归因提供了完美“实验”。
面对上述机遇和挑战，北京大学彭书时研究员与海外合作者，结合“自下而上”和“自上而下”的温室气体源汇评估方法及多源数据，阐明了2020年大气甲烷浓度飙升的机制。结果发现，2020年更加暖湿的气候所导致北半球自然湿地甲烷排放的增加，贡献了大气甲烷浓度增速的一半。由于疫情导致的人为氮氧化物排放减少降低了大气OH自由基浓，从而贡献了2020大气甲烷浓度增速的另一半（图），未来甲烷减排计划需要考虑氮氧化物等人为污染物排放所导致的大气甲烷浓度变化。
该研究既为理解全球的甲烷收支提供了新见解，也为《巴黎协定》目标的达成和全球甲烷减排承诺提供了科学依据。《自然》杂志在同期配发了著名学者George H. Allen教授题为“Cause of the 2020 surge in atmospheric methane clarified”的评述文章，该文章对本研究给予了积极评价（https://www.nature.com/articles/d41586-022-04352-6）。