《海气重点实验室颜金培课题组在极区海冰消融对气溶胶及气候影响研究中取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-08-04
  • 近日,自然资源部海洋大气化学与全球变化重点实验室颜金培课题组在南大洋海冰消融对气溶胶释放与气候变化的影响研究中取得新进展,研究成果以“Effect of sea ice retreat on marine aerosol emissions in the Southern Ocean, Antarctica”为题发表在环境领域顶级期刊《Science of the Total Environment》上(1区,影响因子6.55)。

    与温室气体的温室效应不同,气溶胶是另一类影响气候变化的重要物质。海洋气溶胶是海洋上空云凝结核(CCN)的重要组成部分,其会增强对太阳辐射的反射,起到降温效应。如果没有海洋气溶胶,极区增温将比现在的结果严重得多。在进行极区气候变化评估时,如果忽略海洋气溶胶的作用,其得到的结果必将严重低估了温室气体排放对气候变化的影响。本研究利用自主搭建的高分辨气溶胶走航观测技术,首次完整的研究了南大洋罗斯海区域海冰消融过程对海洋气溶胶释放的影响,揭示海冰消融会大幅提高海洋气溶胶的释放,从海冰覆盖到消融,海洋气溶胶的释放量增加超过30%,海冰融化导致的气溶胶释放量增加,有利于减缓极区气候变暖,为极区气候变化影响研究提供了新的认知。

    该课题组自2015年开展极区海洋气溶胶与生源硫循环与气候效应研究,致力于解决CLAW假说的关键问题,已经在南大洋生源硫循环与气候变化关系的研究中取得了一系列的重要进展和新的发现,相关成果相继发表在国际知名期刊Environmental Science & Technology,Atmospheric Chemistry and Physics,Global Biogeochemical Cycles,Atmospheric Environment等上,探究了南大洋海洋生物活动与气候变化响应与反馈的关系。

    以上工作,得到青岛海洋科学与技术试点国家实验室开放基金和南北极考察专项等的支持。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140773。

  • 原文来源:http://www.tio.org.cn/OWUP/html/kycg/20200731/1538.html
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    • 黑碳气溶胶作为短寿命气候辐射强迫因子( short-lived climate forcer )在全球气候变化中扮演极为重要的角色,大气中的黑碳颗粒可以强烈吸收太阳辐射,导致大气增温,同时它的老化过程也会影响云的生成、生命时间和反照率。黑碳在大气灰霾的形成也发挥极为重要的作用。在我国北方地区,生物质燃烧是大气黑碳气溶胶的重要来源之一,燃烧过程不但排放小的黑碳颗粒( soot ),也同时排放了大量的半挥发性有机物( semi-volatile organic matter ),二者在大气中发生了极为复杂的混合演变过程,从而改变其成云结核的能力。目前对于该过程的研究通常是通过外场观测获得,由于受到气象因素、扩散传输等多种因素的影响,其黑碳的混合状态会随老化时间发生明显的改变,为更好表征黑碳气溶胶的老化速率及其影响,需要对燃烧过程释放的新鲜黑碳的混合状态进行测定。   针对以上问题,近期我所“青年相关人才计划”潘小乐研究员及其团队,设计了在实验室的生物质燃烧实验,模拟生物质黑碳释放的全过程,观测在不同燃烧条件下黑碳气溶胶混合状态的特征。研究表明,黑碳气溶胶颗粒质量粒径分布的峰值粒径随燃烧状态的不同又明显不同,在明燃( MCE > 0.95 )的状况下黑碳粒径约为 215 纳米,比阴燃( MCE < 0.90 )的情况大 40% 左右,这主要是由于明燃状态下产生高浓度的 soot 颗粒,颗粒间的碰并过程造成了黑碳颗粒的快速增长。在混合状态方面,明燃情况下半挥发性有机物浓度较低,造成黑碳气溶胶包裹较薄;但在阴燃的情况下,由于大量有机物的释放,黑碳颗粒物包裹层较厚,其鞘核比(含黑碳气溶胶颗粒物的整体粒径与黑碳粒径的比值)大约大约在 1.4 左右(图 1b )。本试验同时测定了生物质燃烧黑碳气溶胶的排放比( ΔrBC/ΔCO )在 1.8-34 ng/m 3 /ppbv 之间, MCE 数值越大,排放比越高。该研究对于全面认识黑碳气溶胶混合状态的演变规律以及气候辐射强迫作用具有重要的科研价值。   该研究论文发表在国际期刊 Atmospheric Chemistry and Physics ( Impact factor :5.89 ),具体可查阅论文全文:   Pan X, Kanaya Y, Taketani F, et al. Emission characteristics of refractory black carbon aerosols from fresh biomass burning: a perspective from laboratory experiments[J]. Atmospheric Chemistry & Physics, 2017, 17(21):1-26.