Исследователи измерили тренды сажи в леднике и определили источники выбросов с помощью климатической модели

Сажа от сжигания биомассы и ископаемого топлива оставляет историческую запись, замороженную в снегу и льду. Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) и их коллеги разработали уникальную методику трассировки в климатической модели для определения источников этих частиц и причин их исторических трендов. Результаты показывают, что сажа, зафиксированная в леднике на юго-востоке Тибетского нагорья, концентрация которой растет в последние десятилетия, в основном происходила из Южной Азии в немусонные месяцы. Это согласуется с растущим вкладом сжигания угля и биомассы в Южной Азии. Результаты дают представление о способности этих частиц усиливать таяние ледников и их влиянии на доступность пресной воды.

Черный углерод (сажа) и частицы органического углерода, попадающие в атмосферу от лесных пожаров, дизельных двигателей и другого сжигания топлива, оседают в удаленных снежно-ледовых регионах. Эти частицы действуют как нагревающее покрывало на снегу и льду, поглощая солнечную энергию. Это запускает петлю положительной обратной связи: больше потепления — больше таяния — больше потепления. Ускорение таяния проблематично для людей, животных и растений, зависящих от долговременного источника пресной воды от сезонного таяния ледников.

«С новой информацией из этого исследования мы можем согласовать долгосрочный тренд аэрозолей в леднике с выбросами из основных регионов-источников сажи», — отметил ведущий автор исследования доктор Мо Ван из Института исследований Тибетского нагорья Китайской академии наук.

Нехватка долгосрочных данных об атмосферных выбросах углеродсодержащих аэрозолей до эры спутников затрудняла оценку их влияния на исторический региональный климат. Измерения ледяных кернов предоставляют идеальный способ восстановить недостающие данные. Ученые проанализировали образцы 50-летнего ледяного керна, взятого на юго-востоке Тибетского нагорья, и оценили концентрации сажи и органического углерода (OC). Используя глобальную аэрозольно-климатическую модель (Community Atmosphere Model version 5, CAM5) с техникой трассировки источников, они количественно определили региональный вклад в осаждение сажи на тибетском леднике. Исследование выявило различия в источниках в летние муссонные и немусонные месяцы.

На основе временных трендов сажи, OC и соотношения OC/сажа в ледяном керне команда выявила изменения в типах топлива в основном регионе-источнике с течением времени, что согласуется с ограниченными данными о потреблении энергии. Новый инструмент моделирования также используется для изучения источников и воздействия углеродсодержащих частиц в снегу и льду в других районах Гималаев, Тибетского нагорья и Западной Северной Америки.