La materia de la quema de biomasa se ha utilizado para estudiar la influencia de la quema de madera residencial, la quema de desechos agrícolas y las emisiones de incendios forestales boreales en la concentración de carbono negro (BC) de la atmósfera del Ártico. Se ha establecido una serie temporal de un año desde marzo de 2008 hasta marzo de 2009 de levoglucosan en el observatorio Zeppelin en el Ártico europeo. Se observaron concentraciones elevadas de levoglucosán en invierno (media: 1.02 ngm−3) en comparación con el verano (media: 0.13 ngm−3), lo que se asemeja a la variación estacional observada, por ejemplo, para sulfato y BC. La concentración media en el período invernal fue de 2 a 3 órdenes de magnitud inferior a los valores típicos informados para las áreas urbanas europeas en invierno, y de 1 a 2 órdenes de magnitud inferior a las concentraciones de fondo rurales europeas. Los episodios de elevación de la concentración de levoglucosano con una duración de 1 a 6 días fueron más frecuentes en invierno que en verano y los valores pico fueron más elevados, superando los 10 ngm−3 como máximo.
Las concentraciones de carbono elemental de la quema de biomasa (ECbb) se obtuvieron combinando las concentraciones medidas de levoglucosan y las proporciones de emisión de levoglucosan y EC para incendios forestales/agrícolas y para la quema de madera residencial. Si se ignora la degradación química por OH, se obtienen concentraciones mínimas de levoglucosano, que corresponden a una concentración media de ECbb de 3.7±1.2 ngm−3 en invierno (octubre–abril) y 0.8±0.3 ngm−3 en verano (mayo–septiembre), o 8.8±4.5 % de la concentración equivalente medida de carbono negro (EBC) en invierno y 6.1±3.4 % en verano. Al tener en cuenta la degradación química del levoglucosano por OH, se podría atribuir una estimación superior del 31-45 % de EBC a EC_bb (ECbb ajustada para la degradación química) en invierno, mientras que no se pudo proporcionar una estimación superior fiable (<100 %) para el verano para las tasas de degradación aplicadas. Por lo tanto, las fuentes de combustibles fósiles parecen dominar las concentraciones de BC en el Ártico europeo en invierno, mientras que el rango muy amplio obtenido para el verano no nos permite concluir sobre esto para la estación cálida.
Los cálculos que utilizan el modelo de dispersión de partículas de Lagrange FLEXPART muestran que la variación estacional de la concentración de ECbb modelada (ECbb,m) se comparó relativamente bien con la ECbb derivada por observación de incendios agrícolas/incendios forestales durante el verano y la quema de leña residencial en invierno. El modelo sobrestima por un factor de 2.2 en invierno y 4.4 en verano en comparación con la concentración media de ECbb derivada por observación, que proporciona la estimación mínima, mientras que subestima por un factor de 2.3–3.3 en invierno y un factor de 4.5 en verano en comparación con EC_bb, que proporciona la estimación superior. Hay indicios de emisiones demasiado bajas de la quema de madera residencial en el norte de Rusia, una región de gran importancia con respecto a las concentraciones observadas de CN en el Ártico europeo.
Yttri KE, CL Myhre, S. Eckhardt, M. Fiebig, C. Dye, D. Hirdman, J. Ström, Z. Klimont y A. Stohl (2014) Cuantificación del carbono negro de la quema de biomasa por medio de levoglucosan: una serie temporal de un año en el observatorio ártico Zeppelin, Atmos. química Phys., 14, 6427–6442.
