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惡性循環!夏威夷野火產生「黑棕碳」 導致氣候暖化加劇
明日科學
發布於 9 個月前

每當野火的肆虐,我們總是會看到那令人咋舌的濃煙與火光。近期夏威夷茂宜島的野火災害造成至少115人死亡和385人失聯,令當地及鄰近島嶼居民倍感不安,尤其是因為政府缺乏足夠的防災措施,讓人們時刻擔心大火會突然襲來。近幾十年來,夏威夷的野火受害面積有顯著增加,這一現象部分歸因於農地的變更用途和外來植被的引入,這些植被在乾旱季節提供了更多易燃物質。然而,你知道這片煙霧中隱藏著一種前所未有,可能加速全球暖化的成分嗎?此次,來自維吉尼亞科技大學的謝蒂(Nishit Shetty)博士帶領團隊,在自然地球科學期刊上公開了他們的新發現——「黑棕碳(dark brown carbon)」。

野火在全球暖化中的角色逐漸受到關注。由於氣候變遷,乾旱、氣溫上升和閃電的增加都導致了更炙熱、更乾燥、且更長的火災季節。據預測,到2100年,全球的野火次數可能激增高達50%。最令人擔憂的是,當這些火災在泥炭地、熱帶雨林等富含碳的生態系統中燃燒時,會釋放出大量的二氧化碳,進而形成一個火焰回饋迴圈,惡化全球暖化。

除了釋放大量溫室氣體,野火煙霧中還含有眾多氣候污染物。謝蒂博士解釋,這些粒子可以大致分為黑碳和有機碳。而他們團隊近期的研究中,發現了一種具有強烈溫室效應,但常在氣候模型中被忽略的有機碳:黑棕碳。

謝蒂博士分享:「我們所稱的『黑棕碳』其實是我們在美國西部的野火中所發現的一種棕碳氣溶膠的子集。儘管它吸收的光量少於黑碳,但在這些煙霧中,其數量是黑碳的四倍,這使它成為改變短期氣候的重要因子。」

當我們在露營時,能夠很直觀地觀察到這兩者的差異。謝蒂博士形容:「看看明火——也就是那些泛指可以直接看見的火焰,與悶燃(沒有明顯火焰但仍在燃燒)及燃燒的木炭燒烤時所產生的煙,你就會明白其中的不同。」

有機碳散射光柱冷卻 棕碳吸收紫外線助暖化

黑棕碳強化暖化趨勢。(圖/Nature)

這些碳粒子在氣候變化中扮演著不同的角色。黑碳能夠吸收所有波長的太陽輻射,從而加熱大氣,甚至加速北極的融化。而有機碳主要是散射光,不吸收可見光,所以通常被認為對全球的冷卻作出了貢獻。而棕碳則吸收「紫外線」和「可見太陽輻射」,當被收集在石英纖維過濾器上時,它呈現出黃褐色的外觀。

傳統上,氣候學家更重視黑碳的暖化效果。但謝蒂博士和他的團隊在美國西部的大型野火中,發現了不是黑碳,而是與之相似的新成分:黑棕碳粒子。

這項研究顯示,黑棕碳在可見光和近紅外波段中具有很強的吸收能力,這意味著它可能也具有加熱大氣的潛力。而且,由於這些粒子不容易蒸發,以前的測量方法可能會遺漏它們。這意味著氣候模型必須考慮到野火煙中黑棕碳的暖化效應,否則可能會嚴重低估野火的全球暖化影響,進一步影響全球的氣候變遷減緩努力。

隨著全球野火數量的增加,理解如何減少其環境影響變得更為重要。謝蒂博士總結:「由於人為氣候變化導致的溫度上升和濕度下降,火災的嚴重性也隨之增加,所以更深入地了解這些煙霧的成分對於我們的大氣層有什麼影響變得愈加重要。」這篇研究刊登在最新一期的《自然-地球科學》。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

參考論文:

1.Shortwave absorption by wildfire smoke dominated by dark brown carbon.Nature Geoscience

延伸閱讀:

1.2019-2020 的澳洲叢林大火噴發至平流層的煙霧量相當於火山爆發所釋放的煙霧量

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