Ученые раскрыли механизм горения для более точного прогнозирования потепления от лесных пожаров

Исследователи выявили ключевые свойства так называемого «коричневого углерода» от лесных пожаров — атмосферных частиц, которые могли повлиять на текущие климатические модели, не учитывавшие их согревающий эффект. Работа была описана совместной командой ученых из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, Университета Карнеги-Меллон и Университета Монтаны в журнале Nature Geosciences.

«Сжигание биомассы и лесные пожары выделяют мелкие частицы, токсичные для человека и способные как нагревать, так и охлаждать климат. Их токсичность несомненна, но их конкретные климатические эффекты остаются неясными и являются горячей темой исследований», — сказал климатолог Манвендра Дубе. Дым от пожаров составляет треть земного «черного углерода» — знакомых обугленных частиц от пожаров с большим пламенем. В то время как черный углерод относительно прост (состоит только из углерода), коричневый углерод содержит сложную смесь органического материала, что затрудняет его идентификацию и моделирование.

Исследование показало, что коричневый углерод имеет общий механизм образования с черным углеродом. Его оптические свойства и летучесть сильно варьируются, и в текущих моделях нет систематического подхода к их учету. «Многие модели рассматривают коричневый углерод как органический, что вдвойне усугубляет ситуацию, поскольку они рассчитывают охлаждающий эффект для частицы, которая на самом деле вызывает потепление», — отметил Дубе. Таким образом, модели могут значительно недооценивать согревающий эффект пожаров.

«Коричневый углерод — это, можно сказать, разочарованный черный углерод, который образуется, когда древесина не полностью "прожаривается"», — пояснил Дубе. Команда провела контролируемые лабораторные эксперименты по изучению оптических свойств частиц от различных видов топлива. Анализ выявил, что наименее летучая фракция, которая с наибольшей вероятностью переносится на глобальные расстояния, поглощает свет гораздо сильнее, чем летучая фракция.

Это открытие устанавливает глобальную значимость аэрозолей коричневого углерода и показывает, как этот недостающий фактор потепления может быть эффективно учтен в климатических моделях.