科研進展
西北研究院在青藏高原東南部黑碳氣溶膠來源及影響研究方面獲新進展
黑碳氣溶膠是化石燃料和生物質(zhì)不完全燃燒的產(chǎn)物，具有強烈的吸光性，是僅次于二氧化碳的大氣升溫氣候強迫因子。黑碳沉降到雪冰表面會導(dǎo)致反照率降低，從而加速冰川和積雪的消融，進而改變區(qū)域的水文過程以及水資源變化。青藏高原是我國冰凍圈最為發(fā)育的區(qū)域，在全球變暖背景下，青藏高原多數(shù)區(qū)域的冰川處于加速萎縮中，其中，黑碳等吸光性雜質(zhì)的影響不可忽視。
青藏高原毗鄰的南亞和東南亞是目前全球黑碳高排放區(qū)之一，模式與地球化學證據(jù)均顯示，該區(qū)域排放的黑碳氣溶膠能夠跨越喜馬拉雅山脈輸送到青藏高原內(nèi)陸地區(qū)，其對青藏高原黑碳氣溶膠的貢獻達到60%以上，并主要影響高原的南部和中部地區(qū)。然而，現(xiàn)有研究對青藏高原冰川區(qū)黑碳氣溶膠的在線監(jiān)測相對不足，且與模式模擬的結(jié)合研究亟待加強。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院科研團隊對梅里雪山明永冰川區(qū)的黑碳氣溶膠進行了強化監(jiān)測，并結(jié)合區(qū)域氣候化學耦合模式WRF-Chem對黑碳氣溶膠的來源和氣候效應(yīng)進行了量化分析。研究發(fā)現(xiàn)，明永冰川區(qū)黑碳氣溶膠的年均濃度遠高于青藏高原內(nèi)陸（415 ± 372 ng m-3），且呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化特征，在四月份達到最高值（月均：930 ± 484 ng m-3）。黑碳氣溶膠呈現(xiàn)雙峰值日變化模式，春季變化幅度最為劇烈，說明黑碳氣溶膠來源、傳輸及邊界層厚度受氣候條件的影響較大。在370 nm時，顆粒物的總吸光系數(shù)（babs）最高，但多數(shù)babs值小于20 Mm-1，其中，棕碳（BrC）對babs的貢獻顯著，年均為25.2% ± 12.8%。南亞和東南亞是研究區(qū)黑碳氣溶膠的主要貢獻源區(qū)（年均：51.1%），在春季貢獻最高（65.6%），夏季貢獻為20.2%，表明其他區(qū)域的貢獻也不容忽視。南亞和東南亞排放的黑碳在研究區(qū)大氣層中產(chǎn)生正的輻射強迫（RF）。而在近地面，RF表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性變化，較大的RF值出現(xiàn)在冬季和夏季。本研究加深了對青藏高原典型冰川區(qū)黑碳氣溶膠含量、變化、來源和影響等的認識，為進一步探討黑碳等吸光性雜質(zhì)的氣候效應(yīng)及國際間的黑碳減排合作提供有益參考。
該成果以South and Southeast Asia controls black carbon characteristics of Meili Snow Mountains in southeast Tibetan Plateau為題發(fā)表于Science of the Total Environment.
西北研究院陳鵬飛副研究員為論文第一作者，康世昌研究員為論文通訊作者。該研究獲第二次青藏高原綜合科學考察研究項目和冰凍圈科學國家重點實驗室自主課題等聯(lián)合資助。?
圖1 研究區(qū)黑碳氣溶膠的季節(jié)和日變化特征
圖2跨境輸入黑碳在研究區(qū)大氣層產(chǎn)生的輻射強迫
