文章核心观点 - 氢排放会间接加剧全球变暖 1990年至2020年累积的氢排放贡献了工业化后全球平均气温上升的0.02摄氏度 [1] - 氢气间接加剧全球变暖的主要原因是消耗大气中分解甲烷的天然净化物质 从而延长甲烷留存时间并生成其他温室气体 [4] - 氢排放与甲烷增加形成恶性循环 会减少氢能源替代化石能源带来的益处 需更深入了解全球氢循环与变暖的关联 [4][5] 氢排放对全球变暖的影响机制 - 氢气消耗大气中分解温室气体甲烷的天然净化物质 导致甲烷在大气中留存时间延长 加剧升温 [4] - 氢气与天然净化物质的反应会生成臭氧、水蒸气等温室气体 进一步助推全球变暖 [4] - 1990年至2020年累积的氢排放为工业化后的全球平均气温上升“贡献”了0.02摄氏度 [1] 氢排放的来源与趋势 - 1990年至2020年间 全球氢气排放量的增加主要源于人类活动 [4] - 氢排放的主要来源是甲烷等化合物的分解 而甲烷的快速增加源于化石燃料使用、农业生产及垃圾填埋等活动 [4] - 自1990年以来 甲烷等化合物分解产生的氢气年排放量增加了约400万吨 到2020年已达每年2700万吨 [4] - 自工业化时代到2003年 大气中的氢气浓度上升了约70% 此后一度短暂稳定 但在2010年前后再次回升 [4] 氢能源发展的潜在挑战 - 氢排放与甲烷的增加形成恶性循环 甲烷分解产生氢气 更多氢气又会延长甲烷存留时间 [4] - 氢排放对全球变暖产生的间接影响会减少用氢能源替代化石能源带来的益处 [5] - 应关注氢排放的影响 确保氢作为清洁能源发挥作用 [1]

大气污染对甲烷浓度的影响机制 - 大气污染通过扰动地球辐射能量平衡和改变大气氧化能力影响气候，其中羟基自由基（OH）作为对流层主要氧化剂承担约90%的甲烷化学清除功能[2][4] - 臭氧（O₃）、一氧化碳（CO）等污染物通过调控OH浓度影响甲烷汇，2005-2021年间全球甲烷汇因O₃升高、水汽增加和CO下降每年增加1.3-2.0 Tg（100万吨）[4][5] - 极端事件如2015年野火（CO排放抑制OH）和2020-2021年新冠疫情（O₃下降降低OH）导致甲烷浓度异常波动[5] 研究核心发现 - 首次系统量化2005-2021年大气污染物对OH及甲烷汇的影响，揭示污染物在长期减缓甲烷增长与短期引发波动中的双重作用[2][4] - 污染物变化对甲烷源汇收支的影响强度与人为源（农业、化石燃料）和自然源（湿地、野火）相当[5] - 未来O₃控制政策可能降低OH浓度，野火频发或加剧CO排放，需协同管控空气污染与甲烷排放以抑制浓度增长[5][6] 研究意义与政策启示 - 建立污染物-OH-甲烷汇动态监测系统对预测甲烷年际变化和制定气候策略至关重要[6] - 需在空气质量改善政策中纳入大气化学过程对甲烷汇的复杂影响，实现污染治理与气候目标协同[6] 研究方法与数据 - 采用观测数据与模型模拟结合的集成分析方法，量化数十年尺度上三者的相互作用关系[4] - 研究由清华大学郑博团队与中国海洋大学赵园红合作完成，成果发表于《Nature》[2]