甲烷：被低估的气候关键变量，我们的认知远未完整

本文来自微信公众号：生态学时空，作者：复旦赵斌，原文标题：《我们对甲烷的了解，可能连一半都不到 | 一起读顶刊-2026》

在气候相关的新闻报道中，“减碳”——即控制二氧化碳排放——是高频出现的词汇，但鲜少有人关注另一种对短期全球变暖影响更为显著的温室气体：甲烷。它对短期全球变暖的影响强度，是二氧化碳的80倍。

天然气、农村沼气的主要成分都是甲烷。它在大气中的留存时间仅十余年，远短于能存在上百年的二氧化碳，然而在排放后的前20年里，其锁热能力是二氧化碳的80倍。由此可见，控制甲烷排放是短期内为地球快速降温的有效手段之一。

正因如此，2021年联合国气候大会上，159个国家与欧盟共同签署《全球甲烷承诺》，约定到2030年，将人类活动产生的甲烷排放量在2020年的基础上至少减少30%。但仅聚焦人类活动排放的甲烷，无法规避最严重的气候风险，甚至全球甲烷的总排放量及来源，我们都尚未完全掌握。

减排核算存在漏洞，三分之一排放未被计入

当前全球的甲烷减排行动，几乎都围绕人为源展开，如油气开采泄漏、牛羊养殖、水稻田及垃圾填埋场腐烂产生的甲烷。这些是人类可直接控制的排放源，也是政策关注的核心目标。

但研究表明，天然来源的甲烷占全球总排放量的三分之一以上，却在过去几十年的全球减排计划中被严重忽视。

天然甲烷主要来自湿地、内陆湖泊河流、北极冻土层等区域。在缺氧潮湿的环境中，微生物会自然产生甲烷，且其活跃程度与温度直接相关：地球越暖，微生物越活跃，甲烷排放量就越大；而甲烷增多又会加速大气升温，进一步促使更多甲烷产生。这形成了气候领域最危险的正反馈循环，一旦失控，即便将人为甲烷排放减至最低，也难以阻止全球变暖的步伐。

遗憾的是，目前我们对天然甲烷的排放规律和变化幅度，仅能进行模糊估算。核心问题在于全球甲烷监测系统存在诸多漏洞。

研究中的核心图表清晰揭示了全球甲烷监测的致命短板：

该图分为左右两部分，分别展示了全球甲烷监测站的分布情况，以及未来天然甲烷排放增长最显著的区域。

左侧世界地图上的圆点代表运行中的甲烷地面监测塔，这些监测塔是获取甲烷数据的基础，能24小时不间断记录当地甲烷浓度。其中深绿色圆点为美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的站点，浅绿色为欧洲综合碳观测系统（ICOS）的站点，灰色为其他科研机构的站点。

显而易见，全球监测塔主要集中在北美、欧洲等发达国家和地区。而天然甲烷排放最集中、未来增长风险最高的区域，如非洲刚果盆地、南美亚马孙雨林、西伯利亚冻土层、北极圈以内及南半球大部分地区，要么仅有零星站点，要么完全空白。

右侧图表进一步凸显了这一矛盾：

• 纵轴为地球纬度，从北极（90°N）延伸至南极（90°S）；

  
  

  
  

• 灰色横线代表各纬度带的监测塔数量，横线越长，站点越多；

  
  

  
  

• 橙色曲线表示未来天然甲烷排放增量，即若维持当前高排放趋势，2080-2100年的甲烷排放量较2000-2020年历史水平的增长幅度，曲线越靠右，增长越显著。

  
  

  
  

两条线的走势完全相反：北半球中高纬度、赤道热带区域是未来天然甲烷排放增长最迅猛的地方，但这些区域的灰色横线极短，监测塔数量极少。图表明确指出核心矛盾：未来甲烷排放增长最多的区域，恰恰是监测站点最稀缺的区域。

这就如同给发烧的病人量体温，仅在健康的四肢放置温度计，却忽略了最烫的额头和胸口。缺乏基础准确的数据，我们无法精准计算全球天然甲烷的排放量及未来增长趋势，更难以制定有效的减排计划。

监测系统漏洞不止于站点分布不均

计算全球甲烷排放量主要依靠两种方法：一是地面监测（行业内称为“上行法”），二是“下行法”，即通过卫星扫描大气甲烷浓度，反推地面排放源。

目前有十几颗卫星可监测甲烷，在定位油气站、管道泄漏、垃圾场等固定排放点方面效果显著，是管控人为甲烷的核心工具。但面对天然甲烷，卫星监测效果不佳。

天然甲烷属于非点源排放，并非从固定管道口排出，而是广泛分布于湿地、河流、冻土层等区域，没有明确排放点，卫星难以精准定位。更关键的是，绝大多数甲烷监测卫星依赖反射太阳光工作，在夜晚、北极冬季极夜、多云天气或有野火烟雾时会失效，而这些时段恰恰是热带、极地甲烷排放的高峰期。

此外，现有监测站大多依赖3-5年的短期科研经费维持，经费耗尽后可能关停。再加上地缘政治影响，许多站点难以稳定运行，更无法及时更新和共享数据。

除技术漏洞外，政策缺口更为突出。当前联合国的温室气体核算指南及全球甲烷监测官方机构，主要聚焦人为排放，天然甲烷甚至未被纳入多数国家的排放清单。这意味着在计算减排成效时，我们未考虑变暖导致的天然甲烷额外排放。若天然排放量持续增加，即便完成人为甲烷减排30%的目标，大气甲烷浓度仍可能无法下降，全球变暖难以遏制。

科学家提出解决方案：构建全球甲烷监测网络

针对上述问题，研究科学家提出了完整的解决方案——全球生态系统甲烷观测系统（GEM-OS）。该系统并非全新技术，核心是填补现有监测系统的漏洞，主要包括三项措施。

首先，补全地面监测站。科学家测算，仅需约5000万美元，就能在2-3年内，在监测盲区（如刚果盆地、亚马孙、西伯利亚等未来排放增长显著区域）新建15-25座生态监测塔和8-15座大气浓度塔，并保障其至少5年的稳定运行。同时，在部分站点加装同位素监测设备，可精准区分甲烷来源（如天然湿地或油气开采），避免账目混淆。

其次，升级卫星监测技术。研发新一代高分辨率甲烷监测卫星及无需依赖太阳光的激光雷达卫星，确保在黑夜、阴天、极夜等情况下仍能正常监测，填补热带、极地的监测空白。同时提升卫星分辨率，既能定位油气泄漏的小排放点，也能准确计算大片湿地的总排放量。

最后，打通全球数据共享。建立开放、透明、及时的全球甲烷数据系统，实现各国监测数据的快速汇总与共享，助力科学家精准计算全球甲烷总量，也让政策制定者能根据排放变化及时调整减排目标，避免“数据滞后、政策脱节”的问题。

与普通人的关联：甲烷影响生活的方方面面

许多人认为气候减排、甲烷监测是国家和大企业的事，与个人生活无关。但事实并非如此。

首先，甲烷是短期内遏制变暖的关键抓手，控制甲烷排放可快速减少极端高温、暴雨、洪涝等极端天气。这些极端天气直接影响菜价、出行、生活安全，甚至身体健康——甲烷是近地面臭氧污染的重要来源，而臭氧会引发呼吸道疾病，损害肺部健康。

更重要的是，补全监测漏洞是防止未来气候失控的关键。若持续忽视天然甲烷的变化，一旦其变暖正反馈机制启动，再想补救将为时已晚。这就像家中着火，仅关闭煤气阀却未发现燃烧的窗帘，火势只会越来越大。

气候问题并非遥远的科学概念或冰冷的减排数字。只有先准确掌握地球的“体温”变化，明确甲烷的来源和排放量，才能让每一份减排努力都发挥实效，守护我们当下及未来的生活。

解读文献：

• https://doi.org/10.1126/science.aef0459