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我國研究揭示北極地區大氣中黑碳的時空變化特征和傳輸機制

2019/11/12編輯:Ma Liang 人氣:921

   北極地區是全球氣候變暖的敏感區。除了長壽命的溫室氣體所造成的變暖之外,短壽命的氣候強迫因子對北極地區的氣候影響顯著。其中,吸光性氣溶膠黑碳(Black carbon-BC)對該地區的輻射強迫具有十分重要的影響,引起普遍關注。
  中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室、青藏高原地球科學卓越創新中心康世昌團隊基于區域氣候化學耦合模式WRF-Chem,對北極地區2016年6月至2017年5月大氣中黑碳的分布、傳輸及其影響因素進行了模擬分析。WRF-Chem模擬結果與再分析數據及觀測資料對比表明,該模式能夠較好地體現出氣象要素與站點黑碳濃度的季節變化趨勢。模擬結果顯示,北極地區大氣中的黑碳呈現出冬季和春季含量較高、夏季和秋季含量較低的季節變化特征。北極地區的黑碳主要分布在對流層低層,其中,冬季和春季大部分黑碳集中于近地表,而在夏季和秋季呈現出相對較高的垂直分布范圍(圖1、圖2所示)。
  結果還表明,黑碳分布的季節性與氣象場的季節變化具有密切聯系。冬季,歐亞大陸北部地區北風盛行,將該地區積累的污染物輸送至北極地區。春季呈現出相似的向北輸送路徑,同時高緯度地區反氣旋活動的存在促進了污染物輸送至對流層低層。此外,北極地區大氣層在冬季和春季更為穩定,有利于污染物在近地面的積累。相反,夏季和秋季大氣層較不穩定,加之氣旋活動的存在促進了污染物向高空的擴散,同時較高的相對濕度有利于污染物的濕去除過程,導致了近地面黑碳濃度較低(圖1、圖3所示)。與污染物排放的季節變化相比,該研究揭示氣象場的季節變化是造成北極地區大氣黑碳季節性分布的主要影響因素(圖4所示)。
  該成果以Investigation of distribution, transportation, and impact factors of atmospheric black carbon in the Arctic region based on a regional climate-chemistry model 為題發表在國際環境科學期刊Environmental Pollution上,文章通訊作者為研究員康世昌,第一作者為陳欣桐。該研究獲得中科院前沿科學重點研究項目(QYZDY-SSW-DQC021、QYZDJ-SSW-DQC039)、國家自然科學基金(41721091、41630754)、冰凍圈科學國家重點實驗室基金(SKLCS-ZZ-2018)共同資助。

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(來源: 中國科學院科技產業網 )

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