图 全球空气污染与甲烷源汇收支之间的复杂相互作用
在国家自然科学基金项目（批准号：42305101, 42375096 和 22188102）等资助下，中国海洋大学赵园红副教授与清华大学深圳国际研究生院郑博副教授联合法国环境与气候科学实验室、德国于利希研究中心等国外研究单位，在全球甲烷收支研究中取得进展。成果以“大气污染影响全球甲烷收支的趋势和年际变化（Air pollution modulates trends and variability of the global methane budget）”为题，于2025年5月28日在《自然》（Nature）期刊在线发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09004-z。
甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体。近年来全球甲烷浓度快速上升，其源汇变化与调控机制备受关注。羟基（OH）自由基是甲烷重要的汇，然而，科学界对于空气污染物如何在数十年时间尺度上影响OH自由基和全球甲烷收支的量化研究仍不完善。传统研究通常仅依赖单一的观测数据或大气模型模拟，难以全面捕捉空气污染物、OH自由基浓度以及甲烷汇之间的复杂动态交互关系。
针对这一难题，研究团队创新开发了一种集成大气观测和过程模型耦合驱动的研究框架，系统分析了2005年至2021年间，主要OH前体物时空变化对全球OH自由基和甲烷收支的影响。研究表明，在长期趋势上，对流层臭氧（O3）、水汽增加及一氧化碳（CO）浓度下降等因素驱动了甲烷的汇以每年1.3-2.0 Tg（百万吨）的速度增强，减缓了甲烷浓度受排放增加驱动的快速增长。在年际变化上，甲烷浓度的异常快速增长往往与大气污染物波动导致的OH自由基浓度骤降密切相关。
该研究阐明了全球空气污染对甲烷源汇收支存在复杂的调控作用，指出实施空气质量标准和气候减缓政策时需要综合考虑两者之间的协同效应，为监测和评估全球OH自由基浓度时空变化及其对甲烷汇的影响提供了新的模型工具。这对于制定科学的空气污染治理政策，协同应对气候变化具有重要的理论和实际意义。