Многоядерные частицы черного углерода усиливают поглощение света в дыме от лесных пожаров

Исследователи из Гонконгского педагогического университета внесли вклад в исследование, которое показало, что традиционные теории о структуре частиц черного углерода, например, выбрасываемых лесными пожарами, могли значительно недооценивать их влияние на глобальную климатическую систему. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

В глобальных климатических моделях частицы черного углерода традиционно представлялись как простая «ядерно-оболочечная» структура с одним ядром. Однако международная междисциплинарная группа ученых обнаружила, что в дыме от лесных пожаров, переносимом на большие расстояния, около одной пятой (21%) частиц черного углерода, особенно крупнее 400 нм в диаметре, содержат два или более ядра. Эти ранее не учитывавшиеся «многоядерные» аэрозоли могут объяснять постоянное недооценение поглощения света черным углеродом примерно на 50% по сравнению с реальными измерениями.

Исследование, проведенное в сезон лесных пожаров в провинции Юньнань с использованием передовой электронной микроскопии, показало, что частицы могут сталкиваться и сливаться, образуя кластеры с несколькими ядрами. Ведущий автор исследования доктор Чэнь Сияо отметил, что игнорирование коагуляции и многоядерных структур препятствует точной оценке роли черного углерода в изменении климата.

Для количественной оценки влияния многоядерных частиц команда разработала машинный эмулятор усиления поглощения и внедрила его в глобальную атмосферную модель. Моделирование показало, что многоядерные частицы черного углерода способствуют увеличению глобального среднего поглощения на 19%, особенно в регионах, подверженных лесным пожарам, таких как Юго-Восточная Азия, юго-запад Китая, Тибетское плато, Южная Африка и Северная Америка.

Авторы рекомендуют, чтобы будущие климатические модели явно включали многоядерное состояние черного углерода для повышения точности оценок радиационного воздействия. Соавтор исследования профессор Марк Джейкобсон из Стэнфордского университета подчеркнул, что эта работа подтверждает роль черного углерода как второго по значимости фактора глобального потепления.