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工业化前的14CH4表明有较大的人为化石CH4排放

自然体积578，页面409 - 412 (2020）引用本文

主题

摘要

大气甲烷(CH)4)是一种强有力的温室气体，它的摩尔分数自前工业时代以来增加了一倍多1．化石燃料的开采和使用是CH最大的人为来源之一4排放，但这些贡献的确切规模是一个争论的主题2，3.．CH中的碳144（14CH4)可用于区分化石(14C-free) CH4排放和同时期生物源;然而，约束差直接14CH4自20世纪中叶以来，核反应堆的排放使这种方法变得复杂4，5．此外，总化石CH的分配4排放量(目前为172至195兆克)4每年)2，3.在人为和自然地质来源(如渗水和泥火山)之间的争论中;排放清单显示，后者约占40至60兆克CH4每年6，7．地质排放量小于15.4兆克CH4在大约11600年前的更新世末期8但由于陆地冰盖覆盖面积大、海平面较低和永久冻土广泛，这一时期的排放量与今天的排放量并不完全相似。这里我们使用的是前工业化时代的冰芯14CH4测量表明，自然地质CH4排放到大气中的CH约为1.6兆克4，最多可采食5.4兆克CH4每年(95%置信限)-比目前使用的估计数低一个数量级。这一结果表明，人类活动化石CH4排放量被低估了约38至58兆兆碳4每年，约为最近估计的25%至40%。我们的记录强调了人类对大气和气候的影响，为全球CH的清查提供了一个坚定的目标4预算，并将有助于为有目标的减排战略提供信息9，10．

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图1:大气重建14CH4从冷空气和冰芯数据。
图2:CH化石的生长4排放和化石燃料消耗。

数据可用性

冰芯和冷风14CH4数据见图。1在补充资料表内提供的资料2，6．补充资料表中未提供的附加测量值1- - - - - -8可通过国家科学基金会北极数据中心获取，网址是https://doi.org/10.18739/A2599Z216．

代码的可用性

firn空气逆模型和大气箱模型(MATLAB)的代码可根据要求从相应作者获得。

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下载参考

确认

这项工作得到了美国国家科学基金会OPP-1203779 (V.V.P.)的支持。Opp-1203686, opp-0230452, ant-0839031 (j.p.s.)ARC-1204084, ARC-1702920 (C.B.)，帕卡德科学与工程奖学金(V.V.P.)，国家水和大气研究所通过温室气体，排放和碳循环科学计划(T.B.)，澳大利亚政府通过国家合作研究基础设施战略(A.M.S.)为ANSTO加速器科学中心。我们感谢J. McConnell和P. Vallelonga对冰芯CFA数据的解释;P. Neff和E. Steig分享了减冰模型代码;L. Davidge, J. Edwards, M. Pacicco和A. Adolph协助进行冷杉空气和冰芯取样;M. Jayred, L. Albershardt, T. Kuhl, D. Kirkpatrick和美国冰钻方案的冰钻支持;K. Gorham, J. Jenkins, D. Einerson，极地野外服务和第109纽约空军国民警卫队提供后勤支持;澳大利亚南极科学计划支持劳穹窿钻探和冷杉空气采样，以及CSIRO GASLAB，特别是R. Langenfelds，用于分析冷杉空气样本微量气体浓度。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 罗彻斯特大学地球与环境科学系，美国纽约州罗彻斯特

    Benjamin Hmiel, V. V. Petrenko, M. N. Dyonisius & p.f. Place

  2. 美国俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院，科瓦利斯

    c . Buizert

  3. 澳大利亚核科学技术组织(ANSTO)，澳大利亚新南威尔士州卢卡斯高地

    A. M. Smith, Q. Hua, B. Yang

  4. 加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(SIO)，美国加州拉霍亚

    C.哈思，R.博戴特，J. P. Severinghaus和R. F. Weiss

  5. 美国科罗拉多大学环境科学合作研究所(CIRES)与美国国家海洋和大气管理局(NOAA)全球监测部(GMD)，科罗拉多州博尔德

    即Vimont

  6. 美国科罗拉多大学北极和高山研究所(INSTAAR)

    S. E.米歇尔

  7. 气候科学中心，联邦科学和工业研究组织(CSIRO)海洋和大气，澳大利亚维多利亚州阿斯彭代尔

    d . Etheridge

  8. 新西兰国家水和大气研究所(NIWA)，惠灵顿

    t·布罗姆利

  9. 气候与环境物理，伯尔尼大学物理研究所和Oeschger气候变化研究中心，伯尔尼，瑞士

    j·施密特

  10. 格勒诺布尔阿尔卑斯大学，CNRS, IRD，格勒诺布尔INP，格勒诺布尔Géosciences环境研究所(IGE)，格勒诺布尔，法国

    x欣然地

  11. NOAA，地球系统研究实验室(ESRL)，博尔德，科罗拉多州，美国

    大肠Dlugokencky

作者
  1. 本杰明Hmiel
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  2. v·v·佩钦科
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  3. M. N. Dyonisius
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  4. c . Buizert
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  5. a.m.史密斯
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  6. p.f. Place
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  7. c .念佛
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  8. r . Beaudette
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  9. 问:华
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  10. b .杨
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  11. 即Vimont
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  12. S. E.米歇尔
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  13. j·p·Severinghaus
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  14. d . Etheridge
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  15. t·布罗姆利
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  16. j·施密特
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  17. x欣然地
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  18. r·f·韦斯
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  19. 大肠Dlugokencky
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贡献

B.H.和V.V.P.设计了研究，并进行了实地后勤和科学准备;B.H V.V.P。,M.N.D C.B。P.F.P, R.B, J.S.二人在峰会和X.F.收集样本;B.H.测量[CO]并提取CH4来自冷杉空气和冰芯样品的CO;C.B.开发了firn建模代码;B.H.和M.N.D.开发了盒子模型计算;Q.H.和B.Y.用石墨化14C样品;A.M.S.测量14C;P.F.P.和ivv测量δ13有限公司;S.E.M.测得δ13CH4；C.H.测量[CH4]和卤化微量气体在R.F.W.监督下;edd监督了firn空气微量气体的测量;J.P.S.测得δXe/Kr、δKr/N2,δXe / N2和δNe / N2采集了大山杨空气样品;R.B.测量了δ15N的N2， δ18O的O2δO2/ N2和δAr / N2；环境保护局收集并监督洛穹窿山空气样本的分析;T.B.萃取CH4Megadunes和Law Dome样品;B.H.和V.V.P.分析了数据，B.H.起草了来自所有作者的手稿。

相应的作者

对应到本杰明Hmiel．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

额外的信息

出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

补充信息

补充信息

该文件包含关于冰芯和冷杉空气样本收集和分析，程序和原位宇宙成因校正的详细信息14CH4冰芯数据的正、反建模，大气箱建模14CH4而且13CH4．并包含5个补充图和8个补充表。

权利和权限

转载及权限

关于本文

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引用本文

Hmiel, B.， Petrenko, V.V.， Dyonisius, M.N.et al。工业化前的14CH4表明有较大的人为化石CH4排放。自然578， 409-412(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-1991-8

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