Ocean-wide methane monitoring: towards comparable global data through full-chain standardization
Year: 2025
Type: article
Abstract: 海洋甲烷循环是全球碳循环与气候系统的关键环节，其精确监测对评估甲烷收支、预测气候反馈效应及海底灾害风险至关重要。然而，海洋环境的时空异质性、甲烷浓度跨越多个数量级（深海低至 nmol/L）以及监测技术路线碎片化，导致数据可比性严重不足，制约科学认知与全球评估。本文系统分析海洋甲烷监测全链条标准化瓶颈：样品采集中，海水采样面临脱气风险与基质干扰，沉积物保压采样技术缺失导致甲烷逸散，大气采样缺乏抗湍流设计规范；测试分析环节，浓度检测受限于低浓度精准测量，同位素组成分析（δ¹³C-CH₄, δD-CH₄）存在预浓缩分馏及实验室间偏差，且海水基体同位素标准物质严重缺失；通量测量方面，海-气界面方法（如涡度协方差法、箱式法）存在船舶运动干扰与模型区域适用性不足，沉积物-水界面通量受生物扰动与气泡传输影响，偏差可达数量级。针对上述挑战，提出标准化路径：构建国际协同治理框架（整合ICOS、GOOS等标准），建立三级能力验证机制（实验室交叉标定、原位传感器校验、多平台通量互校），研发低成本技术方案（如碱化-顶空/气相色谱联用），并强化数据质控（区块链元数据溯源、AI 驱动多源融合）。实现全链条标准化将提升全球数据可比性，为约束甲烷收支、解析气候反馈机制及服务碳中和目标提供科学基础。
Authors: Xiaoyong Duan, Xingliang He, Tianyu Bian, Ping Yin
Language: English
Subfield: Global and Planetary Change
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
SDG: Climate action
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4416299560