導語：加拿大野火的煙霧仍在影響北美地區(qū)：空氣質(zhì)量變差，人們健康受到影響，這也讓更多的人感受到了氣候變化。近日，研究人員發(fā)現(xiàn)，野火對氣候的影響可能比想象的還要大。

野火煙霧 來源：NOAA

野火會向大氣中排放大量的黑碳和吸光有機氣溶膠，即棕色碳（Brown Carbon，BrC）。野火煙霧氣溶膠會導致強烈的大氣變暖和大面積的地表冷卻，這對地球氣候變化的重要性不亞于二氧化碳和其他溫室氣體。一般認為，棕色碳排放到大氣后，由于陽光驅動的光化學漂白作用，會失去其吸收能力。然而，最近的一項研究發(fā)現(xiàn)：在野火煙霧中，一種深棕色碳貢獻了四分之三的短波長可見光吸收和一半的長波長可見光吸收。這種強吸收的有機氣溶膠種類不溶于水，能抵抗白天的光漂白，并隨著夜間大氣循環(huán)增加吸收率。

觀測地點 來源：Nature

為了對野火煙霧的構成進行全面分析，華盛頓大學麥凱維工程學院（McKelvey School of Engineering）的Chakrabarty教授帶領團隊前往美國西部的不同野火地點，他們采樣了氣態(tài)煙霧和氣溶膠，并分析了它們的化學和光學特性。

“傳統(tǒng)的理解是，野火煙霧的黑碳可以吸收太陽輻射，而其他羽流主要含有散射陽光的有機碳，這意味著它抵消了煙塵的吸收或變暖效應，”Chakrabarty教授說。然而，在對大規(guī)模野火的地面和空氣中的煙霧進行采樣時，研究團隊在煙霧中發(fā)現(xiàn)了異常強烈的光吸收，它并不是黑碳，并且占觀察到的總吸收量的一半以上。

經(jīng)過實驗室分析和電子顯微鏡觀測，研究人員發(fā)現(xiàn)這種材料的成分，結構和吸收光譜都有一些不尋常的地方。就每個顆粒而言，深棕色碳吸收的光略低于黑碳，但在煙霧中卻是黑碳的四倍。這意味著野火中的深棕色碳顆?？赡軐е鲁鲱A測的氣候變暖。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些顆粒吸收從紫外線到近紅外的光波長，覆蓋了整個可見光譜。令人驚訝的是，這種強大的深棕色碳對光漂白具有強大抵抗力，這使得吸收光的有機氣溶膠在大氣中失去吸收能力。

光譜光學特性圖 來源：Nature

通常，氣候模型會忽略有機碳在氣候變暖方面的影響。這項研究結果表明，氣候模型中棕色碳的參數(shù)需要修改，以此更好地完善氣候模型，推進氣候變暖預測。在未來幾十年，野火發(fā)生頻率和發(fā)生地點將在全球范圍內(nèi)增加，野火產(chǎn)生的深棕色碳將更具影響力，因此量化這些影響變得越來越重要。

研究團隊總結說，未來要積極利用多學科合作來修改現(xiàn)有氣候模型，更新測量環(huán)境變化的方法，更準確地探究野火對全球變暖的影響，從而為減緩氣候變化做出努力。

參考文獻：

1. Atwi, K., Cheng, Z., El Hajj, O., Perrie, C. & Saleh, R. A dominant contribution to light absorption by methanol-insoluble brown carbon produced in the combustion of biomass fuels typically consumed in wildland fires in the United States. Environ. Sci. Atmos. 2, 182–191 (2022).

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3. Chakrabarty, R.K. et al, Short-wave absorption by wildfire smoke dominated by dark brown carbon, Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01237-9 www.nature.com/articles/s41561-023-01237-9

4. 'Dark brown carbon' in wildfires may have even bigger climate impacts than previously thought. https://phys.org/news/2023-08-dark-brown-carbon-wildfires-bigger.html#:~:text=Mishra%20and%20Chakrabarty%20found%20that%20dark%20brown%20carbon,in%20much%20more%20climate%20warming%20than%20previously%20recognized.

編譯：王家欣

審核：Maggie

編輯：Tommy