Исследователи количественно оценили поглощение солнечного света черным углеродом в огненных облаках

В условиях активного потепления климата крупномасштабные лесные пожары становятся все более частыми. Эти пожары выбрасывают в атмосферу черный углерод — один из наиболее мощных кратковременно воздействующих агентов атмосферного потепления из-за его сильных свойств поглощения солнечного света. Однако ученые до сих пор не смогли точно определить масштабы атмосферного потепления, вызванного черным углеродом в пирокумулятивных (pyroCb) облаках, которые развиваются из-за высокоинтенсивных пожаров.

В своей наиболее экстремальной форме эти облака от пожаров впрыскивают дым в верхнюю тропосферу и нижнюю стратосферу, где он может задерживаться и влиять на температуру и состав стратосферы в течение нескольких месяцев. Благодаря новому исследованию Центра аэрозольных наук и инженерии (CASE) Вашингтонского университета в Сент-Луисе некоторые детали этого воздействия были изучены.

Исследование возглавили профессор Раджан Чакрабарти и его бывшая студентка Пэйтон Билер. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Команда провела измерения с воздуха внутри верхней части активной грозы pyroCb в штате Вашингтон в рамках полевой кампании FIREX-AQ 2019 года, организованной NOAA и NASA.

Ученые обнаружили, что частица черного углерода из pyroCb поглощает видимый солнечный свет в два раза сильнее, чем частица черного углерода, только что образовавшаяся в результате менее интенсивных пожаров или городских источников. Авторы уникальным образом объединили измерения массы черного углерода и толщины органических покрытий на отдельных частицах в шлейфах с детальной оптической моделью для одной частицы.

Работа также подчеркивает уникальные свойства поглощения света черным углеродом в облаках pyroCb по сравнению с черным углеродом от пожаров, не образующих pyroCb, и городских источников. Следующим шагом станут дальнейшие измерения и более точное изучение поведения черного углерода в стратосфере.

Как отметил Чакрабарти, черный углерод, выброшенный в нижнюю стратосферу в результате недавних событий pyroCb в Канаде и Австралии, облетел земной шар, сохранялся в течение месяцев и изменял динамическую циркуляцию и радиационное воздействие на обширных регионах. На эти грозы приходится от 10% до 25% черного углерода в современной нижней стратосфере. «Нам нужно больше прямых измерений поглощения света черным углеродом pyroCb, чтобы лучше ограничить прогнозы климатических моделей относительно потепления стратосферы», — заключил ученый.