Научные публикации

Использование одновременных ограничений наблюдений по массе и поглощению для оценки глобального прямого радиационного воздействия черного и коричневого углерода

опубликованный
2014

Использование одновременных ограничений наблюдений по массе и поглощению для оценки глобального прямого радиационного воздействия черного и коричневого углерода
Резюме. Атмосферный черный углерод (ЧУ) является основным фактором потепления климата, однако неопределенности в отношении глобального прямого радиационного воздействия (DRF) остаются большими. Здесь мы расширяем глобальную модель моделирования (GEOS-Chem) ЧУ, чтобы включить усиление поглощения, связанное с покрытием ЧУ, и отдельно рассматривать как старение, так и физические свойства ЧУ, сжигаемого на ископаемом топливе и биомассе. Кроме того, мы разрабатываем глобальное моделирование бурого углерода (BrC) как из вторичных (ароматических), так и из первичных (сжигание биомассы и биотоплива) источников. Глобальное среднее время жизни ЧУ в этом моделировании (4.4 дня) значительно ниже по сравнению со средними значениями модели AeroCom I (7.3 дня), и в результате эта модель охватывает как массовые концентрации, измеренные в полевых кампаниях вблизи источника (ARCTAS , EUCAARI) и поверхностных участках в пределах 30%, а в отдаленных районах (HIPPO) в пределах 2 раз. Показано, что новые оптические свойства ВС вместе с включением BrC уменьшают погрешность модели в абсорбционной аэрозольной оптической толщине (AAOD) при несколько длин волн более чем на 50% на сайтах AERONET по всему миру. Однако наша улучшенная модель по-прежнему занижает AAOD в 1.4–2.8 раза по регионам, причем самые большие недооценки наблюдаются в регионах, подверженных пожарам. Используя модель RRTMG, интегрированную с GEOS-Chem, мы оцениваем, что DRF верхней части атмосферы для всего неба для ВС составляет +0.13 Вт-м-2 (0.08 Вт-м-2 от антропогенных источников и 0.05 Вт-м-2 от сжигания биомассы). Если мы масштабируем нашу модель, чтобы она соответствовала наблюдениям AERONET AAOD, мы оцениваем, что DRF BC составляет +0.21 Вт/м–2 с дополнительным +0.11 Вт/м–2 потепления от BrC. Неопределенности в размере, оптических свойствах, наблюдениях и выбросах предполагают общую неопределенность DRF BC в −80%/+140%. Наши оценки находятся на нижней границе диапазона 0.2–1.0 Вт·м–2, полученного в предыдущих исследованиях, и существенно меньше, чем DRF +0.6 Вт·м–2, оцененный в 5-м оценочном отчете МГЭИК. Мы предполагаем, что DRF ВС ранее завышалась из-за переоценки времени жизни ВС (включая влияние на вертикальный профиль) и неправильного отнесения поглощения БрС к ВС.

Ван, X., С. Л. Хилд, Д. А. Ридли, Дж. П. Шварц, Дж. Р. Спакман, А. Е. Перринг, Х. Коу, Д. Лю и А. Д. Кларк (2014) Использование ограничений одновременных наблюдений на массу и поглощение для оценки глобального прямого радиационного воздействия черный углерод и коричневый углерод, АТМОСФЕРНАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКА 14:10989-11010.

Теги
Загрязняющие вещества (SLCPs)