像雪花一样,烟尘颗粒是独特的,影响气候建模

图片由密歇根理工大学新闻

炭黑粒子 - 通常被称为煤烟 - 大气中吸收热量。多年来,科学家们已经知道,这些粒子在地球气候变暖的影响,但衡量其确切疗效已被证明是难以捉摸的。
在密歇根理工大学和布鲁克海文国家实验室的研究人员,以及在其他大学,工业和国家实验室的合作伙伴,已经确定,而颗粒容器的形状含有炭黑确实对大气变暖有一定的影响,重要的是要考虑的结构性差异煤烟颗粒中,以及如何与其他有机和无机材料的颗粒相互作用即外套黑碳作为其行进通过大气中。
今天出版的美国,文章和解提供了一个框架,模型模拟和实验室随着经验观察的美国国家科学院的议事程序,并且可以用于黑碳对气候的影响改善的估计。
太阳辐射的黑色碳的吸收比得上二氧化碳。但只有黑色的碳留在大气中几天到几个星期,而大气中的二氧化碳可以保持数百年。
有年模型近似为黑煤球形颗粒通常,成为由其它有机材料涂覆的科学家。那是思想为烟尘颗粒穿越大气层时,涂层具有所谓的“透镜效应”;着眼于炭黑的光涂层下来,导致增加的辐射的吸收。和而煤烟颗粒被涂覆在有机材料的确,这是不均匀的涂层从颗粒与颗粒。
“当你把在显微镜下的图像,颗粒从来不看完全像一个球在相同的涂层,说:”克劳迪奥·马佐莱尼,在密歇根理工大学物理教授和文章的共同作者之一。 “如果你做一下由壳包覆完美的球体数值计算,模型将多达三个因素显示出黑碳粒子的吸收增强。”
黑煤颗粒的实证研究得多证明吸收不到款建议,质疑该模型的有效性,以及我们的黑碳的气候强迫作用的认识。
研究表明,该有机涂层不完全球形;根据有机材料如何粘在黑煤粒,其形状产生的可引起粒子即使它有设备的相同量的作为另一煤烟粒子即不同形状的非常不同行动。但更重要的是,涂料的量可能与颗粒完全不同地改变粒子。这两个属性都预期减少吸收增强。
劳拉激烈,在大气布鲁克海文国家实验室的副研究员,应用粒子分辨模型来考虑异质性,而造型粒子炭黑。
“而大多数气雾剂模型简化粒子组合物的表示中,所述颗粒分辨模型跟踪单个颗粒在它们发展的气氛的组合物”,所述猛。 “这种模式特别适合于evaluate-产生的误差近似通用于从全球范围气溶胶模型。”
从本质上讲,研究人员已经引种到气候进行建模的有机和无机涂层对粒子的多样性和颗粒本身的非均匀性质。通过结合实验室测量的经验模型,该模型预测的黑碳比以前认为的要低得多吸收增强增加。也带来了更新更接近什么在现场测量模型建模的输出。
“人们认为黑碳对大气,这取决于吸收非常强的变暖效应,”马佐莱尼说。 “如果你有更大的吸收,有助于气候变暖,并有较大的影响。要了解有多少黑炭导致气候变暖,我们需要了解这些细节可以,因为他们的差别“。
ESTA研究提供了前进道路为提高对气候黑炭的辐射效应预测。排放减少大气中可帮助黑炭减少一些气候变化的影响。 ESTA研究的结果表明,一个粒子的质量是每吸收比原先设想的低,但也多少黑碳大气变暖迫使对排放水平,相互作用取决于与云和粒子移动的距离。并同时减少煤烟排放量显著,降低大气中的二氧化碳是最重要的仍。