Понимание влияния бурого углерода на климат

Бурый углерод (Brown Carbon, BrC) — это аэрозоли органического происхождения, окрашенные в коричневый или желтый цвет. Они образуются при сжигании биомассы, выбросах промышленности, сгорании ископаемого топлива и автомобильных выхлопах, а также в атмосфере из биогенных газов. Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), Объекта по исследованию молекулярных наук в области охраны окружающей среды (EMSL) и Калифорнийского университета в Ирвайне (UC-Irvine) изучают их химический состав, образование и влияние на климат.

Исследования важны, поскольку влияние этих аэрозолей на атмосферный прогрев до конца не изучено. Бурый углерод может изменять энергетический баланс Земли, поглощая солнечный свет и нагревая воздух, что влияет на климатические прогнозы. Совместный проект EMSL и Отдела наук об атмосфере и глобальных изменений (ASGC) PNNL нацелен на включение данных о буром углероде в климатические модели для улучшения предсказаний.

«Бурый углерод климатически значим и плохо охарактеризован в климатических моделях, — говорит ученый AML Джон Шиллинг. — Это та проблема, для решения которой национальным лабораториям и пользовательским объектам необходим междисциплинарный подход». Ключевой вызов — идентифицировать хромофоры, специфические молекулы, ответственные за окраску, среди тысяч соединений в аэрозолях. Для этого команда EMSL/UC-Irvine успешно применяет высокочувствительную методику нанопульверизационной десорбционной электроспрейной ионизации (nanoDESI) в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения.

Ученые определили, что образование бурого углерода сильно зависит от состава аэрозоля, а включение азота в органический материал способствует образованию некоторых его видов. Следующий этап — использование данных молекулярно-уровневого анализа для моделирования климатического воздействия (форсинга) бурого углерода, что позволит количественно оценить его влияние на температуру Земли.