近期,中国科学院地球环境研究所与国内高校合作,基于季风前期青藏高原东南部的观测,将高时间分辨率的光学数据与化学数据相结合,通过受体模型解析出青藏高原东南部不同来源黑碳的光学特征(图1);通过改进“Aethalometer模型”,科研人员获得了黑碳的来源并量化了不同来源黑碳引起的辐射效应。研究表明,生物质燃烧排放颗粒物的吸收Angstrom指数为1.7,黑碳质量吸收截面为10.4 m2 g-1;而化石燃料燃烧排放颗粒物吸收Angstrom指数为0.9,黑碳质量吸收截面为12.3 m2 g-1。黑碳源解析结果表明,青藏高原东南部43%的黑碳来自化石燃料燃烧,57%的黑碳来自于生物质燃烧。WRF-Chem模式表明,40%的生物质燃烧源黑碳来自东南亚传输的贡献。辐射传输模型计算结果显示,季风前期,青藏高原东南部黑碳辐射效应为+4.6 ± 2.4 W m-2,其中+2.5 ± 1.8 W m-2 来自生物质燃烧源黑碳,+2.1 ± 0.9 W m-2来自化石燃料燃烧黑碳(图2)。两种不同的黑碳分别可引起温度升高0.07 ± 0.05 K day-1和0.06 ± 0.02 K day-1。
相关研究成果发表在Atmospheric Chemistry and Physics上。研究工作得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究、中科院战略性先导科技专项(B类)和中科院青年创新促进会的资助。
图1.青藏东南部吸光物质的来源
图2.不同来源BC在大气中的辐射效应