甲烷(CH4)是一种重要的大气温室痕量气体,它的浓度变化不仅影响着地-气系统的辐射平衡过程,而且在大气和平流层化学过程中也起着非常重要的作用。平流层大气CH4分布的变化将会改变平流层中的辐射效应、动力效应和化学效应,并进一步通过平流层和相互作用而影响。近些年大气CH4浓度的不断攀升,而人们现在还没有完全掌握CH4的源汇,变化规律,同时大气CH4估算的不确定性也限制着气候变化估算的准确性。因此近几年国际上对大气CH4浓度的变化尤其关注。正确研究了解大气CH4浓度的时空分布特征,对于深入了解地-气系统循环,完善大气CH4源汇平衡,掌握大气CH4在区域尺度上的变化有着十分重要的理论意义和重要价值。在全球研究和探讨大气CH4在气候变化中的作用中,中国区域对全球大气CH4源汇的动态变化有着重要的影响作用。基于这一研究目的,论文利用SCIAMACHY CH4垂直柱浓度产品,结合中国2003～2005年的自然,社会经济数据等,对中国2003～2005年CH4垂直柱浓度的分布规律及其成因进行了详细的探索,研究结果表明：(1)区域性和不均匀性特征。东部沿海城市CH4垂直柱浓度明显高于中西部地区。据统计最高值出现在湖南、江西、湖北、山东、安徽、贵州等地,其次中原和华北一带,低值出现在西藏和青海西部地区,尤其是青藏高原区域。自然地理分区统计结果为：CH4四川盆地>CH4华中地区>CH4华南地区>CH4西南地区>CH4东北地区>CH4华北地区>CH4西北内蒙地区>CH4青藏高原。年平均增长量四川盆地居首位,青藏高原大气CH4柱浓度逐年下降,幅度最大达-12.04ppb(2)年际和季节变化特征。2003～2005年CH4柱浓度是近似逐渐增大,一年中最高值出现在8月份附近,且在5月份和10月份有两个拐点。变化范围约为：16336.90ppb-1888.35ppb,大小顺序表现为：CH4夏季>CH4秋季>CH4春季>CH4冬季,即夏秋较高,春冬较低。(3)不同土地利用类型中,2003～2005年大气CH4平均柱浓度表现为：CH4城建用地>CH4耕地>CH4林地>CH4其他>CH4未利用>CH4草地。其中共用地,耕地和林地数量级为1775.57ppb-1776.62ppb,相差约lppb,变化幅度不大；其次是CH4源较强的其它用地(自然湿地-沼泽,水田-水稻和水域),值为1773.12 ppb,较前者差约2.50 ppb草地和未利用土地的CH4柱浓度为1723.44ppb-1728.59ppb,较前两者相差约50ppb,明显偏低。另外,草地和未利用土地为大气CH4的汇,草地吸收能力更强,其它类型则表现为CH4源,而森林表现出最强的CH4释放能力。(4)造成中国区域大气CH4空间分布格局的原因很多,其中气候影响占主导地位。经相关分析发现,植被指数、降雨量和温度,和大气CH4柱浓度呈显著正相关,相关系数分别为：0.713、0.697、0.629,而紫外辐射(UVB)与大气CH4柱浓度存在着明显的负相关,相关系数为：-0.884。可见尽管在植被有氧呼吸排放CH4的观点下,紫外辐射仍然总体上对CH4的产生起着抑制的作用。并且在不同季节、不同土地利用类型、不同地理区域内,气候因子对大气CH4的影响作用也是不相同的。其中在人为因素影响相对较低的青藏高原区中,发现在植物生长季节(6-9月份),温度对阔叶混交林和针叶林影响最大,可以分别解释49%、43%的空间分布；非生长季节,主导因子则表现为降雨量、紫外辐射(UVB)。而对高寒草甸,紫外辐射的作用表现尤为明显。(5)其他因素的影响。各因素对大气CH4柱浓度的影响作用表现为：燃料燃烧工业废气排放总量>城市垃圾总量>天然气消费量>煤炭消费量>焦炭消费量,其中相关系数分别为：0.788、0.348、0.339、0.184、0.159,可见工业废气排放是能源中主要的大气CH4源,城市垃圾,天然气位居其次。化石燃料的燃烧集中在大陆人口最稠密,煤炭能源相对匮乏的地区提高了山东,江苏等地的大气CH4浓度,而反刍动物CH4排放抬升了河南等农业集中区的大气CH4浓度。除此之外,风速则可能降低了西部大气CH4浓度而抬升了东部区域的大气CH4浓度。