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政府间气候变化专门委员会评估报告指出,20世纪中期以来,由人类社会经济活动所造成的温室气体排放,引起全球气候变暖的可信度高达95%以上。主要温室气体的大气浓度已显著增加,由于温室气体在大气中积累,造成了全球能量平衡的变化。辐射强迫可以量化评估强迫因子在改变地球-大气系统输入和输出能量平衡方面的作用,同时也能反映强迫因子在潜在气候变化中的重要性。因此,系统详尽地研究大气中二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等主要温室气体的动态变化,掌握其时空变化特征及对应的辐射强迫变化,对了解大气环境状况和全球气候变化具有重要的科学意义和现实价值。文章根据2000-2015年Carbon Tracker 2017 CO2同化数据集和2000-2010年Carbon Tracker-CH4同化数据集,首先对全球及中国陆域人为源、自然源主要温室气体CO2和CH4的时空分布和动态变化进行了分析;然后分别对比分析了全球及中国CO2和CH4辐射强迫,衡量温室气体浓度变化产生的气候效应;最后量化了中国CO2和CH4在研究时段内对全球气候变化的相对贡献。主要结论有:(1)2000-2015年全球人为源即化石燃料燃烧的CO2年均排放量虽有波动但仍呈现显著上升趋势,自然因素对CO2起吸收作用,能够消减一部分人为CO2的排放,年均净CO2排放量虽有波动但仍呈现显著上升趋势。全球CO2排放量在研究时段内的变化趋势在空间上表现出明显的差异性。中国人为源和净CO2排放量在2000-2015年间大部分地区呈增加趋势,而自然因素吸收CO2能力增强的地区面积大约占全国总面积的40%。(2)2000-2010年全球人为源CH4排放总量占全球CH4排放总量的66%;自然源占全球CH4排放总量的34%;人为源CH4多年排放量整体上呈现出北半球高于南半球、东半球高于西半球的特征。中国在研究时段内除西部地区外,大部分地区人为源CH4排放量呈增加趋势,湿地CH4排放量呈减少趋势,这部分面积约占全国总面积的61%。整体而言,净CH4排放量呈增加趋势,西部及东北部分地区的净CH4排放量呈减少趋势。(3)2000-2015年间,全球及中国的人为CO2辐射强迫呈上升趋势,表现为升温的气候效应。如果单纯考虑人为的排放因素,则会明显高估CO2的增温效应。全球在2000-2015年累积的人为和净CO2辐射强迫分别为0.57、0.39 W m-2,表明全球的自然源减少了辐射强迫,对气候起了0.18 W m-2的降温作用,抵消了人为辐射强迫的30.96%;同样的,中国的自然源抵消了人为辐射强迫的20.27%。(4)2000-2010年,全球及中国的农业及废弃物、化石燃料CH4引起的辐射强迫波动平缓,而生物质燃烧CH4的辐射强迫波动较大,且农业及废弃物辐射强迫要远高于其他人为源CH4引起的辐射强迫。全球湿地CH4辐射强迫呈波动变化但幅度不大,中国湿地CH4辐射强迫整体上的变化趋势与全球相似,均对气候呈增温效应。全球及中国2000-2010年间的净CH4辐射强迫对气候表现为增温作用。(5)2000-2015年,中国人为CO2对全球辐射强迫的贡献为9.73%,但是由于陆地生态系统的碳汇作用,净CO2对全球的贡献要低于单纯考虑人为的,为7.93%。2000-2010年,中国人为CH4对全球辐射强迫的贡献为0.15%,自然CH4的为0.02%,净CH4为0.17%,均低于中国CO2对全球辐射强迫的贡献。同时发现,无论CO2还是CH4,中国的温室气体排放所引起的辐射强迫对全球辐射强迫的贡献率远低于中国温室气体排放量的全球占比。