日前,《科学》杂志网络版发表了一项新研究,指出全球气候模型可能高估了炭黑粒子对气候变暖的贡献。该研究由美国加州大学戴维斯分校领导的一个国际研究团队完成。
炭黑是化石燃料、生物燃料以及生物质不完全燃烧产生的一种气溶胶,具有暖化大气的作用。它通过人为排放和自然形成的烟尘进入大气。当炭黑沉积在冰雪表面时,会吸收太阳辐射并降低反照率(即反射太阳光的能力),从而加剧地球变暖。因此,减少大气中的炭黑被视为短期内缓解气候变化的重要策略之一。此前的研究认为,炭黑的暖化效应仅次于二氧化碳。
“我们的研究结果并未否定变暖的事实,而是质疑其程度。”研究负责人、加州大学戴维斯分校土木与环境工程教授克里斯托弗·卡帕(Christopher Cappa)表示,“我们的发现应能带来更准确的预测。”
全球约20%的炭黑来自生物燃料燃烧,40%来自化石燃料,另外40%来自开放式生物质燃烧。目前,炭黑的主要排放源集中在发展中国家,且这一趋势预计将持续。亚洲、拉丁美洲和非洲是炭黑的最大来源地,其中中国和印度的炭黑排放量合计占全球总量的25%至35%。
与可在大气中存留数世纪的温室气体不同,炭黑粒子的寿命仅为一到两周,这使得通过直接测量来量化其全球影响变得困难。因此,科学家此前主要依赖数学模型来评估炭黑对气候变化的作用。
现有的炭黑气候模型多基于理论和实验室实验构建。模型显示,当其他化学物质凝结在炭黑粒子上时,会增强其暖化能力。然而,这项新研究走出实验室,进行了两项实地验证,采用直接测量方法比较实验室实验与实际大气条件的差异。
研究人员发现,与实验室实验和模型预测相比,实际大气中的化学和物理变化对炭黑暖化能力的影响较小。大气过程仅使炭黑粒子的光吸收能力增加了约6%,而此前研究认为的增幅高达100%。
“这项研究对于评估炭黑对地球能量收支的直接影响具有重要意义。”卡帕总结道。