研究人员量化了火云中黑碳对太阳的吸收
在气候变暖日益加剧的全球，大规模野火变得越来越常见。这些野火会向大气中排放黑碳，这是最有效的短期大气变暖剂之一。这是因为它具有很强的阳光吸收特性。但科学家尚未掌握高强度野火产生的火积雨云 (pyroCb) 中的黑碳对大气变暖的程度。在最极端的情况下，这些野火云会将烟雾注入对流层上部和平流层下部，烟雾会在那里停留数月，并对平流层的温度和成分产生影响。得益于华盛顿大学圣路易斯分校气溶胶科学与工程中心 (CASE) 的最新研究，目前已对这种影响的一些细节进行了调查。
这项研究由华盛顿大学麦凯维工程学院教授 Rajan Chakrabarty 和他的前学生 Payton Beeler 领导，后者现在是太平洋西北国家实验室的 Linus Pauling 杰出博士后研究员。这项研究发表在《自然通讯》上。
Chakrabarty 说：“这项研究解决了量化黑碳在高层大气中的辐射效应这一关键挑战。”
他补充说，作为 2019 年 NOAA/NASA 火灾对区域至全球环境和空气质量影响(FIREX-AQ)实地活动的一部分，该团队在华盛顿州活跃的火成云雷暴上部进行了空中测量。
“我们考虑了测量的黑碳粒子大小和形态的复杂性和多样性，以准确估计其太阳吸收量。我们发现，热解黑碳粒子吸收的可见阳光量是小型火灾和城市源排放的新生黑碳粒子的两倍，”他说。
作者独特地将黑碳质量测量和羽流中单个粒子上有机涂层的厚度与详细的单粒子光学模型结合起来。他们使用数值精确的粒子解析模型来计算黑碳的光学特性，并量化这些黑碳粒子吸收了多少光（从而量化了它们为高层大气带来了多少热量）。
此外，该研究还强调了火成云中黑碳的独特光吸收特性，而野火产生的黑碳不会进入火成云中，也不会进入城市。
该研究的下一步是进行进一步测量，对平流层中的黑碳行为进行更精确的研究。
Chakrabarty 指出，最近加拿大和澳大利亚的火成云事件将黑碳注入低平流层，并已传播到全球各地，持续数月，改变了大片地区的动态环流和辐射强迫。这些雷暴被认为是造成目前低平流层黑碳 10% 至 25% 的原因，其影响范围延伸至北半球和南半球。科学家们越来越多地观察它对气候的影响有多大，但还有更多东西需要学习。
Chakrabarty 说： “我们需要对热释光黑碳光吸收率进行更多直接测量，以更好地限制气候模型对平流层变暖的预测。”
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