美国地球物理联合会 (American Geophysical Union)
国际全球大气化学项目 (International Global Atmospheric Chemistry Project)
国际地圈 - 生物圈计划 (International Geosphere-Biosphere Programme)

2013年1月23日
炭黑对于气候变化产生的作用远远超出了先前的评估

炭黑是导致全球变暖的第二大人为因素,且根据此污染物对气候影响的首次定量和全面的分析,其对于气候的影响远远超出了我们的想象。

根据Wiley期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》(美国地球物理联合会 American Geophysical Union的出版物)上刊登的一篇深入的科研论文,即炭黑或煤烟对气候变暖的直接影响几乎是先前估计的两倍。如果将炭黑影响气候的所有方式计算在内,那么炭黑的变暖影响大约为每平方米1.1瓦特(W/m2),大约是全球变暖的第一人为因素(二氧化碳)影响的三分之二。

“该研究证实并超越了其他研究,这些研究提出炭黑对于气候有强烈的变暖影响,其影响在甲烷之上”,美国国家海洋和大气局(NOAA)的联合作者David Fahey说道。“该研究共232页,花费了四年时间,由国际全球大气化学(IGAC)项目领导,很可能在未来的几年间指导研究方向、气候建模和政策”,该研究的作者和熟悉此论文的其他科学家说道。

该报告关于炭黑对气候的直接影响的最佳评估是大多数先前评估的两倍。这包括2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估中的估计,该估计基于当时可获得的最佳证据和分析。

自从上次IPCC评估改善估计之后,科学家花费了几年时间进行研究,但是新评估显示一些地区的排放可能比估计的要高。这和其他研究是一致的,这些研究也显示在一些地区炭黑的排放被严重低估了。

结果表明,与先前的想法相比,通过降低炭黑的排放来遏制变暖趋势可能会比想象的更有效。

“有很多通过降低煤烟的排放来冷却气候的机会,这一点令人兴奋,但并不简单”,来自英国利兹大学地球和环境学院(School of Earth and Environment, University of Leeds)的合著者Piers Forster教授说道,“降低柴油机、家用木材和炭火的排放是一件容易的事,且对健康和气候都有益。如果我们竭尽所能降低这些排放,我们可以降低半度(摄氏度)的热量,或(使变暖)延缓几十年。”

但是,国际团队敦促大家要谨慎,因为炭黑对气候改变的影响很复杂。“炭黑影响气候的方式有很多种,有直接的也有间接的,且所有这些影响必须要进行综合考虑”,来自美国华盛顿大学西雅图分校(University of Washington in Seattle)的联合作者Sarah Doherty说道,她是雪测量的专家。

黑色颗粒吸收来自太阳(称为太阳辐射)的入射热量和分散热量,它们可以促进云的形成,这些云可以有冷却或是升温的作用,且它们可以落到雪和冰的表面,促进升温并加快融化。而且,炭黑的很多来源也放射其他颗粒,这些颗粒可以提供冷却效应,抵消炭黑(的升温效应)。

研究团队考虑到测量和计算的不确定性,量化了炭黑的复杂性和不同来源同时放射的污染物的影响。该研究建议为了气候效益,对于炭黑排放的缓解必须考虑每个来源的所有排放和它们对气候的复杂影响。

根据科学家对这些不同来源的分析,通过降低柴油机和小型家用燃具中某些类型的木头和炭的燃烧,可以降低炭黑排放并将对气候产生直接的冷却影响。

根据报告,炭黑是北半球中高纬度地区气候快速变暖的一个重要因素,包括美国北部、加拿大、北欧和亚洲北部。在更向南的地区也可以感受到颗粒的影响,包括亚洲季风降雨量模式的改变。因此,抑制炭黑的排放可以对降低区域性气候变化产生重要影响,同时通过降低颗粒对呼吸系统和心血管系统的伤害,对人类的健康也产生积极影响。

“决策者,例如气候和清洁空气联盟,正在讨论通过降低炭黑的排放减缓全球变暖的趋势”,来自美国伊利诺大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的联合作者Tami Bond说道,“该研究显示,对于一些炭黑的来源,这是一个可行的选择,且由于炭黑的存活时间短,其影响可以被立即注意到。节制炭黑对于抑制短期气候变化是有益的,但是要想真正解决长期的气候问题,二氧化碳的排放也必须被减少。”

在Wiley Online Library网站上免费阅读炭黑报告。
来自《Journal of Geophysical Research: Atmospheres(地球物理学研究杂志)》的编辑所作的关于本文和本文中讲述的审核过程重要性的注解,可以从此处获得。

附图:

Black Carbon (BC) Aerosol Processes in the Climate System

图形说明:炭黑排放的主要来源和控制炭黑在大气中分布的过程,并确定其在气候系统中的作用的原理概述