研究揭示棕碳气溶胶对北极有强烈增暖效应

近期，天津大学地球系统科学学院（以下简称“地科院”）傅平青教授团队与德国马普化学所Yafang Cheng教授团队等多家国内外单位合作，系统研究了棕碳气溶胶对北极的增暖效应及其来源贡献。研究发现，北极地区水溶性棕碳的增温效果约相当于黑碳的30%，北半球中高纬度的生物质燃烧贡献了北极地区约60%的棕碳增暖效应。

当前，北极地区正以全球其他地区两倍的速度快速变暖。冰川融化、海冰减少等导致全球大气环流异常、地区生物多样性减少，进而引发了一系列环境、生态和经济问题。棕碳是由化石燃料燃烧，生物质燃烧等释放的一种吸光性有机气溶胶，与人们熟知的二氧化碳等温室气体和黑碳气溶胶类似，棕碳气溶胶也是大气中的主要增暖剂，近年来逐渐受到研究人员的关注。尽快明确北极棕碳的增暖效应对北极气候变化的影响及其主要来源，对于理顺北极增温的影响要素、缓解北极乃至全球气候变化至关重要。

2017年夏季，研究团队成员搭乘我国“雪龙号”科考船开展了为期2个月的环北极气溶胶采样，在实验室利用超高分辨率傅立叶变换-离子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS）、气相色谱/质谱（GC/MS）以及紫外分光光度计等，对棕碳气溶胶的分子组成和吸光能力进行全面分析，利用地球系统模式中发展了基于观测的不同来源北极棕碳气溶胶辐射强迫效应模拟方法。综合我国第一次环北极科考的外场观测、实验室分析以及地球系统模式数值模拟，研究人员发现，棕碳气溶胶对近紫外波段的太阳辐射有很强的吸收效应，从而增加地球获得的净辐射通量，导致北极气候变暖。这其中，诸如中高纬度地区的森林野火等生物质燃烧是构成北极棕碳气溶胶的主要来源。

目前，该研究成果已发表于国际生物学顶尖杂志《细胞》(Cell)的姊妹刊《地球》(One Earth)，并得到国家自然科学基金的资助。据该论文的通讯作者、天津大学地科院教授傅平青介绍，随着未来气候变暖加剧，北半球中高纬度的野火燃烧发生频率、强度和范围都很可能有所增加，释放出更多的棕碳和黑碳气溶胶。“这会进一步加速北极地区的变暖，带来更频繁的野火燃烧，从而形成正反馈效应”，傅平青说，“未来棕碳气溶胶对北极地区变暖的影响预计将更为重要。”（来源：天津大学）