|
Поглощение света черным углеродом в огненных облаках
|
|
|
|
В условиях активного потепления климата в мире все чаще происходят крупномасштабные лесные пожары. Эти лесные пожары выбрасывают в атмосферу черный углерод, один из самых мощных и недолговечных факторов, способствующих потеплению атмосферы. Это объясняется его сильными свойствами поглощения солнечного света. Но ученым еще предстоит разобраться в масштабах потепления атмосферы, вызванного сажей в пирокумулонно-дождевых облаках (pyroCb), которые образуются в результате лесных пожаров высокой интенсивности.
|
|
|
|
В своей самой экстремальной форме эти облака лесного пожара поднимают дым в верхние слои тропосферы и нижние слои стратосферы, где он может задерживаться и влиять на температуру и состав стратосферы в течение нескольких месяцев. Некоторые детали этого воздействия были изучены в настоящее время благодаря новому исследованию, проведенному Центром аэрозольной науки и инженерии Вашингтонского университета в Сент-Луисе (CASE).
|
|
|
|
Исследованием руководили Раджан Чакрабарти, профессор инженерной школы Маккелви при университете штата Вашингтон, и его бывший студент Пейтон Билер, ныне заслуженный научный сотрудник Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории имени Лайнуса Полинга. Исследование было опубликовано в Nature Communications.
|
|
|
|
"Эта работа направлена на решение ключевой задачи по количественной оценке радиационного воздействия черного углерода в верхних слоях атмосферы", - сказал Чакрабарти.
|
|
|
|
Он добавил, что команда провела измерения с воздуха в верхней части активной грозы pyroCb в штате Вашингтон в рамках полевой кампании NOAA/NASA "Влияние пожаров на окружающую среду и качество воздуха в регионе и на глобальном уровне" (FIREX-AQ) в 2019 году.
|
|
|
"Мы рассмотрели всю сложность и разнообразие измеренных размеров и морфологии сажи на основе каждой частицы для точной оценки ее поглощения солнцем. Мы обнаружили, что частица черного углерода pyroCb поглощает видимый солнечный свет в два раза больше, чем зарождающаяся частица черного углерода, выбрасываемая при небольших пожарах и в городских очагах", - сказал он.
|
|
|
|
Авторы уникальным образом объединили измерения массы сажи и толщины органических покрытий на отдельных частицах в шлейфах с помощью детальной одночастичной оптической модели. Они использовали численно точную модель с разрешением частиц для расчета оптических свойств черного углерода и количественно определили, сколько света поглощают эти частицы черного углерода (и, следовательно, сколько тепла они приносят в верхние слои атмосферы).
|
|
|
|
Кроме того, в работе подчеркиваются уникальные светопоглощающие свойства сажи в облаках пироуглерода по сравнению с сажей от лесных пожаров, которая не попадает в пироуглерод, и сажей из городских источников.
|
|
|
|
Следующим шагом в этом исследовании является проведение дальнейших измерений и более точное изучение поведения сажи в стратосфере.
|
|
|
|
Чакрабарти отметил, что черный углерод, выброшенный в нижнюю стратосферу в результате недавних взрывов пироксилина в Канаде и Австралии, распространился по всему земному шару, сохранялся в течение нескольких месяцев и изменил динамическую циркуляцию и радиационное воздействие в больших регионах. Считается, что на долю этих гроз приходится от 10 до 25% выбросов сажи в нижних слоях стратосферы, причем их воздействие распространяется как на Северное, так и на Южное полушария. Ученые все чаще обращают внимание на то, насколько сильно они влияют на климат, но еще многое предстоит узнать.
|
|
|
|
"Нам нужно больше прямых измерений светопоглощения черного углерода pyroCb, чтобы лучше соответствовать прогнозам климатической модели стратосферного потепления", - сказал Чакрабарти.
|
|
|
|
Источник
|
