一項新的研究表明,通常被稱為菸灰的黑碳,可能在全球變暖中扮演比之前預估更大的角色。
每年,北半球約有750萬公噸的黑碳(相當於地球生物總量的100多倍)從內燃機、森林火災和其他來源進入空氣。這種細微物質吸收陽光的能力幾乎與二氧化碳(一種眾所周知的溫室氣體)一樣強,並可能導致冰雪加速融化和全球氣溫升高。
“我們正在試圖找出如何解決溫室氣體問題,”西雅圖華盛頓大學的大氣科學家、該研究的合著者Sarah Doherty說。 新的發現表明,減少黑碳排放應該成為該戰略的一部分。
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科學家們多年來一直了解黑碳的增溫潛力,但 Doherty 昨日發表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres期刊上的研究表明,之前的計算低估了其影響。 Doherty 和她的同事們彙編了數十個氣候模型,以研究大氣黑碳的壽命。 透過輸入世界各地記錄的觀測資料,他們研究了這種汙染物可能對北半球產生的影響。
黑碳本身是一種增溫劑;然而,它通常不是以純淨形式排放的。 相反,黑碳排放到大氣中時會與其他化合物(如硫酸鹽)結合,這些化合物會影響其吸熱和反射特性。 Doherty 用烘焙來類比說,黑碳可以看作是巧克力碎片。“在一種情況下,你把它們放在糖蜜餅乾裡,在另一種情況下,你把它們放在糖餅乾裡。” 結果:餅乾具有不同的味道和質地。
例如,伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的大氣科學家、研究合著者 Tami Bond 表示,來自柴油發動機的黑碳已知會引起大氣變暖,因為它與硫酸鹽混合在一起。 然而,較低緯度的森林火災實際上是有益的黑碳來源,因為它與有機氣溶膠結合,最終會反射光和熱,從而導致周圍區域降溫。
大氣黑碳對氣候變暖的影響也因其高度而異。 該團隊發現,黑碳的後果以及它促進還是對抗氣候變化取決於其位置——雲層之上、之下或中間:在雲層之上,顆粒物更容易吸收熱量,產生變暖效應; 在雲層下方,吸熱效果不太明顯。
這種差異給試圖準確描述大氣影響的科學家帶來了問題。 根據這項研究,黑碳化合物有可能使世界平均氣溫降低 0.5 攝氏度或升高 1.08 攝氏度,具體取決於其產生方式。 之前的研究缺乏 Doherty 分析中包含的觀測資料,這使得早期的估計不太準確。 因此,Doherty 說,政策制定者在起草減排條例時必須考慮黑碳的來源。
儘管研究人員仍在爭論黑碳對大氣層的總體影響,但科學家們一致認為,黑碳已成為地面人群嚴重的健康問題。 吸入黑碳可能會加重嚴重的慢性疾病,如哮喘。
因為黑碳在大氣中僅停留約一週時間,所以減少排放會立即帶來健康益處。 這種快速變化也可能成為世界領導人爭取氣候政策支援的勝利。“一旦你停止排放,它就消失了。 這是一項公共衛生勝利,”Bond 說。 “我們可以透過做人們想做的、對氣候有益的事情來開始[應對氣候變化],因為它具有其他健康益處。”