科研动态

西北研究院在青藏高原东南部黑碳气溶胶来源及影响研究方面获新进展

  • 黑碳气溶胶是化石燃料和生物质不完全燃烧的产物,具有强烈的吸光性,是仅次于二氧化碳的大气升温气候强迫因子。黑碳沉降到雪冰表面会导致反照率降低,从而加速冰川和积雪的消融,进而改变区域的水文过程以及水资源变化。青藏高原是我国冰冻圈最为发育的区域,在全球变暖背景下,青藏高原多数区域的冰川处于加速萎缩中,其中,黑碳等吸光性杂质的影响不可忽视。

    青藏高原毗邻的南亚和东南亚是目前全球黑碳高排放区之一,模式与地球化学证据均显示,该区域排放的黑碳气溶胶能够跨越喜马拉雅山脉输送到青藏高原内陆地区,其对青藏高原黑碳气溶胶的贡献达到60%以上,并主要影响高原的南部和中部地区。然而,现有研究对青藏高原冰川区黑碳气溶胶的在线监测相对不足,且与模式模拟的结合研究亟待加强。

    中国科学院西北生态环境资源研究院科研团队对梅里雪山明永冰川区的黑碳气溶胶进行了强化监测,并结合区域气候化学耦合模式WRF-Chem对黑碳气溶胶的来源和气候效应进行了量化分析。研究发现,明永冰川区黑碳气溶胶的年均浓度远高于青藏高原内陆(415 ± 372 ng m-3),且呈现明显的季节变化特征,在四月份达到最高值(月均:930 ± 484 ng m-3)。黑碳气溶胶呈现双峰值日变化模式,春季变化幅度最为剧烈,说明黑碳气溶胶来源、传输及边界层厚度受气候条件的影响较大。在370 nm时,颗粒物的总吸光系数(babs)最高,但多数babs值小于20 Mm-1,其中,棕碳(BrC)对babs的贡献显著,年均为25.2% ± 12.8%。南亚和东南亚是研究区黑碳气溶胶的主要贡献源区(年均:51.1%),在春季贡献最高(65.6%),夏季贡献为20.2%,表明其他区域的贡献也不容忽视。南亚和东南亚排放的黑碳在研究区大气层中产生正的辐射强迫(RF)。而在近地面,RF表现出显著的季节性变化,较大的RF值出现在冬季和夏季。本研究加深了对青藏高原典型冰川区黑碳气溶胶含量、变化、来源和影响等的认识,为进一步探讨黑碳等吸光性杂质的气候效应及国际间的黑碳减排合作提供有益参考。

    该成果以South and Southeast Asia controls black carbon characteristics of Meili Snow Mountains in southeast Tibetan Plateau 为题发表于Science of the Total Environment.

    西北研究院陈鹏飞副研究员为论文第一作者,康世昌研究员为论文通讯作者。该研究获第二次青藏高原综合科学考察研究项目和冰冻圈科学国家重点实验室自主课题等联合资助。 

    论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172262

    责编 : 脱畅