森林大火已经比之前预想的更大的对气候变化的影响

随着加拿大野火烟雾继续影响美国的大片,导致空气质量差和消极的健康状况对数百万美国人来说,更多的人比以往任何时候都感到时间火灾季节和气候变化的影响。现在,圣路易斯华盛顿大学的研究人员已经发现,野火可能比之前认为的更大的气候影响。

在一项新的研究发表在8月7日自然地球科学所领导的研究小组Rajan Chakrabarty副教授,哈罗德·d·乔利职业发展在美国能源部,麦凯维环境与化学工程学院的工程,发现野火造成更大的变暖效应比占了气候科学家。工作,其重点是“黑褐碳”的角色——一个丰富但未知类的粒子发射的野火烟雾——强调迫切需要修改气候变化的环境模型和更新方法。

进行全面的分析了火灾的烟雾,Chakrabarty的团队花了45天前往不同的火灾地点在美国西部,在那里他们取样气体烟雾和气溶胶物种和分析化学和光学特性。进行这项研究的一部分火灾影响区域对全球环境和空气质量(FIREX-AQ)领域活动,合资企业由国家Aeronatics和宇宙航行局和国家海洋和大气管理局。

“传统的理解是,黑暗的野火烟雾含有的炭黑,吸收太阳辐射,而轻羽流包含主要有机碳,散射阳光,这意味着它补偿烟尘的吸收或变暖效应,“Chakrabarty说。“通常,气候模型忽略或认为有机碳相比微不足道黑碳在变暖,但这不是什么野外观察。

“这不是一个二进制图像。相反,我们看整个连续哪里有强烈的光吸收的有机碳,或黑褐碳,类似于黑碳,”他说。

采样期间的地面和机载大规模的森林大火,浓烟Chakrabarty的团队遇到了异常强烈的光吸收的羽毛不是黑碳,但它占超过一半的总吸收。

Chakrabarty转向Rohan Mishra机械工程和材料科学的副教授,调查这未知的物质及其属性。Arashdeep认为,他在2021年获得了材料科学与工程博士学位在Mishra的实验室工作的时候,使用一个复杂的电子显微镜,居住在纳米材料科学中心,美国能源部的用户设备在橡树岭国家实验室(ORNL)——衡量单个粒子的光学性质的烟Chakrabarty的团队收集样品。

“我们知道有一些不寻常的东西这种材料的组成、结构和吸收光谱,”Mishra说。“通过观察当地原子结构的深棕色颗粒——只有几十纳米的大小,同时测量其光学特性使用ORNL电子显微镜,我们能够破译这些粒子类似于黑碳。很可能形成类似于烟尘的高温火焰沿前缘大火。”

Mishra Chakrabarty发现黑褐碳吸收光线略低于炭黑在每个粒子的基础上,但它是更丰富的羽毛的四倍。这意味着隐形深棕色碳颗粒在野火可能导致更比以前认为的气候变暖。

他们还指出,这些粒子吸收波长的光从紫外到近红外,覆盖整个可见光谱。奇怪的是,这个强有力的褐碳耐sunlight-driven光化学漂白,使吸光有机气溶胶大气中失去他们的吸收率。

该小组的研究成果具有广泛的影响。与森林火灾预测未来几十年在全球范围内上升,深棕色的碳产生火灾的作用将更加有影响力。Chakrabarty Mishra说,这凸显了需要利用多学科协作来修改现有的气候模型来解释野火烟雾中褐碳带来的意想不到的影响。没有这个关键的调整,他们说,有风险的低估了全球变暖的影响火灾,因此,减缓气候变化的紧迫性。

参考:Chakrabarty RK, Shetty新泽西,考虑一下,等。短波吸收野火烟雾由深棕色的碳。自然地球科学。2023年。doi:10.1038 / s41561 - 023 - 01237 - 9

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