甲烷是一种温室气体，排放量的微小增加就会导致大气中甲烷浓度的明显升高。虽然甲烷在大气中的浓度比二氧化碳低很多，但是它的温室效应很强，对全球变暖的贡献比例约为16-20%。人类活动是导致甲烷排放增加的主要原因，如煤炭开采、石油和天然气泄漏、水稻种植、反刍动物消化、燃料燃烧等等。过去的两个多世纪，大气中的甲烷浓度增加了两倍多。根据政府间气候变化专门委员会的报告，甲烷20年水平的全球增温潜势是二氧化碳的84倍，100年水平则是二氧化碳的28倍。甲烷在大气中的寿命相对较短，约为10年左右，因此控制甲烷排放可以迅速减缓全球变暖的速度，是有效的减缓气候变化的手段之一。 大气甲烷是一种温室气体，其增温潜势是二氧化碳的84倍。  其中自然湿地、沼泽、冻土等是最大的自然排放源，而能源开采、农业、牲畜等是最大的人为排放源。 大气中甲烷浓度的变化受到海温、降水等因素的影响，可以通过卫星遥感和地面观测等方法进行监测和评估。 控制和减少甲烷排放对于减缓全球变暖和改善空气质量具有重要意义。

    大气甲烷同位素研究具有重要的意义，主要包括以下几个方面：了解甲烷来源和生物地球化学循环过程：大气甲烷同位素可以用来区分不同甲烷来源（如生物和地球化学过程），并且可以追踪甲烷的生物地球化学循环过程（如甲烷的产生、消耗和传输等），有助于深入理解甲烷在大气中的行为和作用。识别大气甲烷污染源：大气甲烷同位素也可以用于识别和量化大气甲烷污染源，如温室气体排放源、天然气开采和运输等，这对于制定和实施减排政策具有重要意义。推测气候变化历史和未来趋势：大气甲烷同位素研究可以推测过去和未来的气候变化趋势，从而更好地了解全球变暖和气候变化的影响和机制。辅助地质勘探：甲烷同位素也可以用于辅助地质勘探，如在石油和天然气勘探中，甲烷同位素可以帮助识别天然气来源和污染源，并指导勘探和开发工作。因此，大气甲烷同位素研究对于理解和应对气候变化、控制环境污染、推进能源转型等具有重要的意义。

    大气甲烷的碳同位素值通常用δ¹³C表示，它表示大气甲烷的碳同位素相对于标准化碳同位素的偏离程度。标准化碳同位素通常被定义为具有零δ¹³C值的碳同位素。大气甲烷的δ¹³C值通常在-60‰到-40‰之间。需要注意的是，大气甲烷的δ¹³C值受多种因素影响，包括甲烷来源和代谢过程的不同，以及甲烷在大气中的运输和化学反应过程。因此，不同来源和环境下的大气甲烷的δ¹³C值可能存在一定的差异。其值反映了甲烷的来源和生物地球化学循环过程。例如，δ13C值较负的甲烷通常来自于生物源，如湿地和反刍动物的消化过程，而δ13C值较正的甲烷通常来自于非生物源，如天然气和煤矿的开采。因此，大气甲烷碳同位素值可以用于区分不同来源的甲烷，并帮助识别大气甲烷污染源，对于制定和实施减排政策具有重要意义。此外，大气甲烷碳同位素值还可以用于推测气候变化历史和未来趋势，以及辅助地质勘探。

图 1 1750—2011年甲烷浓度变化造成的有效辐射强迫的全球分布

Figure 1 The distribution of effective radiative forcing (ERF) for methane from 1750 to 2011