近年来，作为主要的温室气体之一，甲烷在北极地区的排放引起了广泛关注。美国研究人员最近利用高分辨率卫星和机载成像技术进行了一项研究，就北极湖泊和湿地向大气中排放甲烷的实际情况提供了新的洞见。相关研究近期刊发在《地球物理研究快报》上，作者为美国哈佛大学地球与行星科学系博士后研究员伊桑·D.柯兹维特（Ethan D. Kyzivat）和布朗大学地球、环境与行星科学系教授劳伦斯·C.史密斯（Laurence C. Smith）。

　　北极地区由于升温速度显著高于全球平均水平，成为全球升温最快的地区之一。因此，对该地区甲烷排放的准确追踪显得至关重要。这项新研究通过使用美国航天局提供的高分辨率卫星和机载成像技术，突破了北极地区庞大规模和复杂自然地貌给研究造成的困难，为小湖泊的甲烷排放量估算提供了更准确的数据。研究关注面积约为1/10平方千米或更小的湖泊，以避免过高估计其甲烷实际排放量。

　　这一新的研究结果与过去的研究结果相矛盾。相较于以往基于低分辨率数据集的研究，新的研究结果显示，未被地图记录的小湖泊数量远少于预期，使其在总体甲烷排放中的占比大幅下降。具体而言，先前有研究者认为，小湖泊的甲烷排放量约占北极地区的40%，这一数字实际上仅为3%。此外，研究人员发现，较小的湖泊在单位面积上却是更大的甲烷排放源。

　　柯兹维特指出，研究表明，虽然这些较小的湖泊只占据了很小的地貌面积，它们的排放水平却是不成比例的。传统上，人们对小湖泊占据多少面积缺乏清晰的认识，新的高分辨率数据集帮助研究人员更准确地进行了估算。旧数据中，能够看到的小湖泊数量被统计推算，以估算该地区未被地图记录的小湖泊的总数和它们排放的甲烷量。研究人员对航拍图像的新分析显示，未被地图记录的小湖泊比之前估计的要少得多，大大降低了对它们排放的甲烷总量的估算值。研究结果为有效更新对甲烷排放的认识提供了支持。

　　该研究项目最初旨在寻找北极中的隐藏湖泊，但随着研究人员对数据进行更仔细的检验，这一计划发生了变化。该研究将高分辨率机载数据与涉及北极地区湖泊的全球地图相结合，收获了一些意外但令人喜悦的发现。例如，研究显示，许多湖泊仍然被重复计算为湿地，这种重复计算增加了对该地区甲烷排放量的估算。结合该研究中识别到的未被地图记录的小湖泊数量，研究人员认为，排放量的规模比先前认为的要小。

　　研究的另一个意外发现涉及方法论层面。在甲烷建模领域，有两种被广泛接受的估算方法。一种是“自下而上”的估算，即根据地图来模拟甲烷排放，正如柯兹维特和史密斯在这项研究中所做的那样。另一种方法是“自上而下”的估算，即根据大气测量结果来模拟甲烷排放。根据史密斯的说法，在过去的10多年里，由两种不同方法产生的数据存在着令人困扰的差异，来自该研究的新数据可能有助于缩小这两种方法之间的差异，从而对其进行调和。史密斯表示，“可能已经存在了15—20年的僵局，但结论是，高分辨率卫星方案现在能够让使用‘自下而上’方法的研究人员更好地了解实际排放了多少甲烷。”他还补充说，现在人们实际上能够看到这些水体中的最小者，它们的数量并没有曾经推算的那么丰富。所有这一切的最终结果将降低“自下而上”方法下的估算值，使结果与“自上而下”的估算更一致。这将使这两个研究社群联合起来。因此，研究人员希望将这项研究工作作为一次概念验证，并将他们的甲烷建模技术扩展应用到世界其他地区。

　　该研究不仅纠正了先前关于北极湖泊和湿地甲烷排放估算的误差，而且对两种常用的建模方法之间的矛盾提出了可能的解释。由于卫星分辨率的提高，“自下而上”的建模方法将更加准确，有望促进两种方法的归一。未来的研究可致力于将这一甲烷建模技术的应用扩展到全球范围，以更全面地了解地球甲烷排放的动态过程。 （褚国飞/编译）