Exploitation des contraintes d'observation simultanées sur la masse et l'absorption pour estimer le forçage radiatif direct global du carbone noir et du carbone brun
Résumé - Le noir de carbone atmosphérique (BC) est l'un des principaux agents de réchauffement climatique, mais les incertitudes sur le forçage radiatif direct (DRF) global restent importantes. Ici, nous élargissons une simulation de modèle global (GEOS-Chem) de BC pour inclure l'amélioration de l'absorption associée au revêtement BC et traitons séparément le vieillissement et les propriétés physiques des combustibles fossiles et de la combustion de la biomasse BC. En outre, nous développons une simulation globale du carbone brun (BrC) à partir de sources secondaires (aromatiques) et primaires (combustion de biomasse et biocarburants). La durée de vie moyenne globale du BC dans cette simulation (4.4 jours) est nettement inférieure à celle du modèle AeroCom I (7.3 jours) et, par conséquent, ce modèle capture à la fois les concentrations de masse mesurées dans les campagnes de terrain aéroportées à proximité de la source (ARCTAS, EUCAARI) et les sites de surface à moins de 30 %, et dans les régions éloignées (HIPPO) dans un facteur de 2. de plus de 50 % sur les sites AERONET dans le monde entier. Cependant, notre modèle amélioré sous-estime toujours l'AAOD d'un facteur de 1.4 à 2.8 au niveau régional, avec les plus grandes sous-estimations dans les régions influencées par le feu. En utilisant le modèle RRTMG intégré à GEOS-Chem, nous estimons que le DRF du sommet de l'atmosphère de la Colombie-Britannique est de +0.13 Wm−2 (0.08 Wm−2 de sources anthropiques et 0.05 Wm−2 de la combustion de la biomasse). Si nous mettons notre modèle à l'échelle pour correspondre aux observations AERONET AAOD, nous estimons que le DRF de BC est de +0.21 Wm−2, avec un réchauffement supplémentaire de +0.11 Wm−2 de BrC. Les incertitudes concernant la taille, les propriétés optiques, les observations et les émissions suggèrent une incertitude globale dans le BC DRF de −80 %/+140 %. Nos estimations se situent à l'extrémité inférieure de la plage de 0.2 à 1.0 Wm-2 des études précédentes, et nettement inférieures au DRF de +0.6 Wm-2 estimé dans le 5e rapport d'évaluation du GIEC. Nous suggérons que le DRF de BC a déjà été surestimé en raison de la surestimation de la durée de vie de BC (y compris l'effet sur le profil vertical) et de l'attribution incorrecte de l'absorption de BrC à BC.
Wang, X., CL Heald, DA Ridley, JP Schwarz, JR Spackman, AE Perring, H. Coe, D. Liu et AD Clarke (2014) Exploitation des contraintes d'observation simultanées sur la masse et l'absorption pour estimer le forçage radiatif direct global de carbone noir et carbone brun, ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS 14:10989-11010.