泰山大气棕色碳的光吸收特性、吸光贡献及影响因素

棕色碳是大气气溶胶中重要的吸光性物质,会影响大气光化学过程、改变区域气候。本次研究于2017年冬季和2018年春季在泰山顶采集了大气细颗粒物(PM_(2.5))样品,在实验室测定了样品中棕色碳和黑碳的光吸收系数,并测定了棕色碳成分硝基苯酚类化合物的含量。测定结果表明,泰山冬、春两季PM_(2.5)样品中棕色碳的平均吸收系数Abs_(365)分别为(4.61±2.42)Mm~(-1)和(2.38±0.98)Mm~(-1),质量吸收效率MAE_(365)分别为(0.72±0.12)m~2/g和(0.52±0.24)m~2/g,棕色碳在365 nm处的吸收系数分别占碳质气溶胶总吸收系数的(32±7)%和(20±9)%。通过对比与相关性分析,发现泰山周边地区人为活动对泰山顶上棕色碳的光学特性有重要影响,泰山冬季受邻近区域煤炭燃烧活动影响很大,排放的大量一次有机物增强了棕色碳的吸光能力和吸收系数,导致泰山冬季棕色碳的吸收系数与吸光贡献显著高于春季。根据测定结果,泰山冬、春两季硝基苯酚类化合物在365 nm处对棕色碳吸收系数的贡献分别为(3.5±1.2)%和(2.5±1.0)%,其中在紫外和紫光区域4-硝基酚的吸光贡献最大,而在420～450 nm的蓝光区域4-甲基-2,6二硝基酚的贡献最大。硝基苯酚类化合物的吸光贡献相对较小,说明泰山棕色碳的吸光作用大部分来自于其他有机成分,将来有待进一步的识别和评估。     

喜马拉雅珠峰地区冬季大气气溶胶化学组分及光学特征

为了研究喜马拉雅山北坡冬季大气气溶胶化学组分、光学特征及来源,2017年11—12月在珠穆朗玛峰站（QOMS）共采集22个PM_2.5样品。结果显示：PM_2.5中包括水溶性离子（WSIs）、有机质（OM）、元素碳（EC）在内的所有检测成分,总质量浓度为（3.36±1.06） μg?m^-3;有机碳（OC）、元素碳（EC）和水溶性有机碳（WSOC）的浓度分别为（1.10±0.38）、（0.13±0.12）和（0.84±0.24） μg?m^-3,浓度水平与偏远地区相当,低于季风前。碳质成分（OM+EC）占所有测试成分比例为73.6%,与之前珠峰站报道的研究结果相近。用PM_2.5水溶性组分在365 nm处的光吸收效率（Abs₃₆₅）来表征水溶性棕色碳（WS-BrC）,它与WSOC、K⁺存在较好的相关性（R²=0.63、0.50）,而与EC相关性弱（R²=0.01）,说明水溶性棕色碳可能源于生物质燃烧和二次反应。MODIS火点信息和气团后向轨迹分析进一步表明,尼泊尔地区的燃烧活动是珠峰站冬季碳质气溶胶的重要来源。同时,喜马拉雅山脉独特的局地风场是污染物跨境传输至珠峰地区的重要原因。     

青藏高原玛曲冬季牧场土壤有机碳空间分布格局研究

选取60个样点,采用分层（0~15 cm,15~30 cm）采样方法,对青藏高原玛曲草地冬季牧场土壤有机碳的空间分布特征进行了系统地研究。结果显示：在水平分布上,玛曲北部（包括西北部）和东南部的有机碳较高（其含量分别为58.78 g·kg^-1和45.78 g·kg^-1）,而东部（包括东北部）和中部的有机碳较低（其含量分别为39.65 g·kg^-1和38.32 g·kg^-1）;在垂直分布上,土壤有机碳随土壤深度的增加而减小,0~15 cm层的有机碳含量约为其表层（0~30 cm）的53.39%~70.61%。这一结果表明,玛曲北部和东南部应成为未来生态功能区建设的重中之重,严禁过度放牧,尤其是对土壤表层破坏较为严重的各种放牧活动。此外,保存现有联户体,并鼓励更多单户组合成新的联户体也有利于该区土壤有机碳的保护。     

祁连山黑河上游多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型（高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原）8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明：高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高（49.50 kg·m^-2）,高寒草甸次之（11.22 kg·m^-2）,高寒草原最低（7.30 kg·m^-2）。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。     

祁连山老虎沟12号冰川消融区不同天气条件下的能量收支特征

冰川表面能量平衡模型建立了冰川与大气之间的联系。为探讨不同天气条件对冰川能量收支的影响, 利用祁连山老虎沟12号冰川海拔4 550 m处的气象资料（2011年8月24日 - 9月6日）, 结合能量平衡模型, 分析了不同天气条件下的能量收支变化特征。结果表明： 受云量影响, 晴天条件下向下短波辐射（318.3 W·m^-2）是多云条件下的1.5倍, 是阴天条件下的3倍。三种天气条件下的向下长波辐射, 晴天（215.4 W·m^-2）<多云（267.4 W·m^-2）<阴天（291.6 W·m^-2）。受固态降水的影响, 阴天条件下冰川反照率（0.50）是晴天时的2倍多。而三种天气下的最大消融耗热, 晴天（739.6 W·m^-2）>多云（582.8 W·m^-2）>阴天（324.5 W·m^-2）。在能量收入项中, 净短波辐射是主要来源（98%）, 但是受天气条件影响, 能量支出各项所占比例有明显差异; 在三种天气条件下, 净长波辐射所占比例分别为35%、 31%和23%, 消融耗热所占比例分别为62%、 64%和75%, 潜热通量所占比例相差不大。     

祁连山中部亚高山草地土壤呼吸及其组分研究

草地碳通量组分的区分及其与环境因子的关系是了解生态系统碳循环的重要环节。于2013年6-8月在祁连山中部亚高山草地开展了土壤呼吸及其组分研究,利用根去除法区分根系自养呼吸和土壤微生物异养呼吸。采用LI-8100土壤碳通量系统测定生态系统呼吸、土壤呼吸及土壤微生物呼吸速率,同时测定10cm处土壤温度和5cm处土壤湿度。分析呼吸速率和环境因子的昼夜变化动态,自养呼吸和异养呼吸速率占土壤呼吸速率的比例,呼吸速率与土壤温湿度及与生物量的关系。结果表明：生态系统呼吸、土壤呼吸和土壤微生物呼吸速率的日变化趋势均呈单峰型曲线,具体表现为生态系统呼吸（11.07μmol · m^-2 ·s^-1）>土壤呼吸（6.31μmol·m^-2·s^-1）>异养呼吸（4.92μmol·m^-2 ·s^-1）>自养呼吸（1.39μmol·m^-2·s^-1）;自养和异养呼吸速率分别占土壤呼吸速率的22.03%和77.97%;呼吸速率与10cm处土壤温度呈指数相关,Q₁₀值排序为：土壤微生物呼吸（Q₁₀=3.74）>土壤呼吸（Q₁₀=2.76）>生态系统呼吸（Q₁₀=2.49）,呼吸速率与5cm处土壤湿度呈显著线性负相关关系,双因素模型明显提高了呼吸速率与温湿度的相关性,能够分别解释土壤微生物呼吸,土壤呼吸和生态系统呼吸速率变异的89%,79%和62%;地上生物量和呼吸速率之间存在显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系（P=0.01）,未刈割草地呼吸速率大于刈割草地土壤呼吸速率,刈割一年的土壤呼吸速率大于刈割两年的土壤呼吸速率。     

季节性放牧对黄河源区高寒草甸植被耗水量及水分利用效率的影响

研究季节性放牧对植被耗水量、水分利用效率的影响,是探索如何提高高寒草甸水源涵养能力的重要内容之一。以青藏高原三江源高寒草甸季节性放牧样地与自然放牧样地为研究对象,分析了季节性放牧和自然放牧条件下高寒草甸植被耗水量、水分盈亏量、水分利用效率（WUE）的动态变化及其与环境因素的关系。结果表明：在植被生长季（5-9月）,季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量在5月开始增加, 7月达最高,分别为160.94 mm和145.96 mm,季节性放牧样地植被总耗水量（395.52 mm）比自然放牧样地（348.14 mm）高13.61%。生长季平均来看,季节性放牧样地和自然放牧样地5-9月水分正盈余,分别为13.58 mm和70.96 mm,但在植物生长旺季（8月）略有亏缺。季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量均与降水量呈弱的正相关关系。季节性放牧样地植被地上净初级生产量（ANPP）、地下净初级生产量（BNPP）和总的净初级生产量（NPP）比自然放牧样地分别高32.54 g·m^-2、5.96 g·m^-2、38.50 g·m^-2,季节性放牧样地ANPP的水分利用效率（WUE）比自然放牧样地高53.85%,而BNPP、NPP的WUE比自然放牧样地分别低13.06%和9.97%。这表明,季节性放牧可提高植被生产量和耗水量,但对高寒草甸WUE的影响因放牧方式不同导致地上、地下生物量分配格局不同而有所差异。     

不同封育年限高寒草甸植被/土壤碳密度及净生态系统CO2交换量的比较

封育是推广范围最广的草地恢复措施之一. 为研究不同封育年限高寒草甸植被、土壤碳密度变化, 对1 a、6 a和16 a不同封育年限样地监测结果进行分析.结果表明: 不同封育年限高寒草甸植被现存碳密度表现出封育16 a>封育1 a>封育6 a, 分别为1 522.57 gC·m^-2、1 323.12 gC·m^-2和1 148.17 gC·m^-2, 但不同封育年限之间植被现存碳密度差异不显著(P>0.05). 土壤碳密度垂直分布明显, 0~5 cm和5~10 cm土层有机碳密度较高, 随土层深度增加土壤有机碳密度明显下降, 土壤容重上升;不同封育年限之间0~40 cm层次土壤碳密度和土壤容重差异性均不显著, 但仍可表现出土壤碳密度封育1 a>封育6 a>封育16 a, 分别为28 636.32 gC·m^-2、26 570.92 gC·m^-2和26 060.71 gC·m^-2;同时, 土壤容重随封育时间延长而下降. 对7月下旬到10月上旬净生态系统CO₂交换率(NEE)监测来看, 封育1 a植被土壤碳吸收速率显著高于封育16 a(P<0.05);而排放率与封育16 a样地接近, 差异不显著(P>0.05).     

中国第二次北极科学考察沿线气溶胶成分分析

对2003年7月15~9月28日间中国第二次北极科学考察沿线所采集的气溶胶样品进行分析,获得了Na⁺、NH₄⁺ 、Ca²⁺、Cl^-、MSA、SO₄^2- 等11种离子的浓度数据(文中使用当量浓度).根据相关分析, 可将11种离子分为3类: 海盐源离子, 包括Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-; 人为源, 包括NH₄⁺ 、NO₃^-; 其它源, 包括 CH₃COO^-、MSA、C₂O₄^2-. 气溶胶以海盐气溶胶为主, Cl^-、Na⁺ 离子分别是阴阳离子中含量最大的离子, (Na⁺ +Cl^-)对气溶胶载量(所测定的阴阳离子的总和)的贡献平均为60.2%, 占气溶胶总量的一半以上. NH₄⁺ /SO₄^2- 的比值的平均为0.45, 根据当地的大气环境和气溶胶的离子平衡, 认为气溶胶样品中NH₄⁺ 和 SO₄^2- 主要是以 NH4HSO4的形式结合. 根据考察沿线 NO₃^- 浓度的变化, 把考察沿线大致分为3个区: 日本海区, 中值为15.2 neq·m^-3; 鄂霍次克海及白令海区, 中值为1.8 neq·m^-3; 北冰洋区, 其浓度较低, 中值为0.4 neq·m^-3. 考察沿线白令海是MSA的高产区.     

祁连山老虎沟地区夏季大气颗粒物中水溶性离子的变化特征

为了研究青藏高原东北缘老虎沟地区大气颗粒物中水溶性无机离子组分的变化特征,于2016年7月16日至8月11日共采集13个PM_2.5样品和4套粒径分级样品。研究结果显示：非沙尘期间,水溶性离子总质量浓度为2.35 μg·m^-3,主要离子SO₄^2-、Ca²⁺、NH₄⁺和NO₃^-的浓度分别为1.28、0.33、0.32和0.28 μg·m^-3,约占水溶性离子浓度总和的94%;沙尘期间,水溶性无机离子总质量浓度为12.63 μg·m^-3,是非沙尘期间浓度的5倍,主要离子SO₄^2-、Ca²⁺、Cl^-、Na⁺和NO₃^-的浓度依次为5.36、4.77、0.80、0.62和0.61 μg·m^-3,约占水溶性离子浓度总和的96%。分级样品分析结果表明,NO₃^-主要分布在粗颗粒模态,可能是前体物在粉尘表面发生非均相反应产生。在沙尘时期,SO₄^2-主要为粉尘贡献,集中分布在粗颗粒模态。在非沙尘时期,SO₄^2-在粗颗粒模态和积聚模态都有较多的分布。积聚模态的SO₄^2-主要是通过前体物与NH₃发生均相反应产生。据估算,非沙尘时期的二次反应对PM_2.5中SO₄^2-的贡献约为80%。     

Impact of COVID-19 lockdown on the optical properties and radiative effects of urban brown carbon aerosol

Intensive measurements were conducted in Xi’an, China before and during a COVID-19 lockdown period to investigate how changes in anthropogenic emissions affected the optical properties and radiative effects of brown carbon (BrC) aerosol. The contribution of BrC to total aerosol light absorption during the lockdown (13%–49%) was higher compared with the normal period (4%–29%). Mass absorption cross-sections (MACs) of specific organic aerosol (OA) factors were calculated from a ridge regression model. Of the primary OA (POA), coal combustion OA (CCOA) had the largest MACs at all tested wavelengths during both periods due to high molecular-weight BrC chromophores; that was followed by biomass burning OA (BBOA) and hydrocarbon-like OA (HOA). For secondary OA (SOA), the MACs of the less-oxidized oxygenated OA (OOA) species (LO-OOA) at λ = 370–590 nm were higher than those of more-oxidized OOA (MO-OOA) during both periods, presumably due to chromophore bleaching. The largest contributor to BrC absorption at the short wavelengths was CCOA during both periods, but BrC absorption by LO-OOA and MO-OOA became dominant at longer wavelengths during the lockdown. The estimated radiation forcing efficiency of BrC over 370–600 nm increased from 37.5 W·g^?1 during the normal period to 50.2 W·g^?1 during the lockdown, and that enhancement was mainly caused by higher MACs for both LO-OOA and MO-OOA. This study provides insights into the optical properties and radiative effects of source-specific BrC aerosol when pollution emissions are reduced.     

西南背景区冬、夏季黑碳稳定碳同位素组成及来源

为确定中国西南背景区不同季节细颗粒物中黑碳的浓度水平和来源特征,分别于2018年冬季(1月)和夏季(7月)在贵州普定喀斯特生态系统观测研究站采集细颗粒物样品,测定其水溶性离子成分、黑碳浓度及稳定碳同位素组成(δ¹³CBC),结合贝叶斯模型探讨黑碳来源贡献。结果表明,采样期间黑碳冬季平均浓度为(1.2±0.6)μg/m3,夏季为(1.9±0.6)μg/m³,接近于其他区域背景点浓度水平。δ¹³CBC平均值冬季为(?23.4±0.9)‰,夏季为(?24.3±0.8)‰,处于煤燃烧及机动车排放来源的δ13C值范围。贝叶斯模型结果表明,机动车尾气在冬、夏季节对黑碳贡献较高,分别为(45.1±14.2)%和(69.5±8.6)%,煤燃烧贡献分别为(41.7±9.8)%和(24.1±7.2)%。结合后向轨迹分析结果可知,西南背景区冬季黑碳来源受燃煤、机动车尾气排放及生物质燃烧共同影响;夏季黑碳污染源主要为机动车尾气和煤燃烧,生物质燃烧较少。     

Radiocarbon measurements of black carbon in aerosols and ocean sediments

Black carbon (BC) is the combustion-altered, solid residue remaining after biomass burning and fossil fuel combustion. Radiocarbon measurements of BC provide information on the residence time of BC in organic carbon pools like soils and sediments, and also provide information on the source of BC by distinguishing between fossil fuel and biomass combustion byproducts. We have optimized dichromate-sulfuric acid oxidation for the measurement of radiocarbon in BC. We also present comparisons of BC ¹⁴C measurements on NIST aerosol SRM 1649a with previously published bulk aromatic ¹⁴C measurements and individual polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) ¹⁴C measurements on the same NIST standard.Dichromate-sulfuric acid oxidation belongs to the chemical class of BC measurement methods, which rely on the resistance of some forms of BC to strong chemical oxidants. Dilute solutions of dichromate-sulfuric acid degrade BC and marine-derived carbon at characteristic rates from which a simple kinetic formula can be used to calculate concentrations of individual components (Wolbach and Anders, 1989). We show that: (1) dichromate-sulfuric acid oxidation allows precise, reproducible ¹⁴C BC measurements; (2) kinetics calculations give more precise BC yield information when performed on a % OC basis (vs. a % mass basis); (3) kinetically calculated BC concentrations are similar regardless of whether the oxidation is performed at 23°C or 50°C; and (4) this method yields ¹⁴C BC results consistent with previously published aromatic ¹⁴C data for an NIST standard.For the purposes of intercomparison, we report % mass and carbon results for two commercially available BC standards. We also report comparative data from a new thermal method applied to SRM 1649a, showing that thermal oxidation of this material also follows the simple kinetic sum of exponentials model, although with different time constants.     

黑碳气溶胶研究进展Ⅰ：排放、清除和浓度

黑碳气溶胶是近几年非常活跃的一个研究课题，因为黑碳气溶胶吸收太阳和地球大气的辐射，对全球气候变暖有重要的影响。中国黑碳气溶胶的排放和浓度比同纬度的高，在全球气候变暖的大背景下，中国黑碳气溶胶一直受到国外的关注。综述了国内外黑碳气溶胶研究的最新进展，受篇幅的限制，文章分两篇，第一篇是黑碳气溶胶的排放、清除和浓度，第二篇是黑碳气溶胶的气候效应和拓展的研究领域。从黑碳排放的估算和大气浓度的测量方法进行描述，列出有关的测量结果，对黑碳气溶胶的排放和大气浓度进行国内外的初步比较分析。还对黑碳气溶胶排放和浓度测量误差进行了讨论，并对今后黑碳气溶胶研究提出了几点建议。     

雪冰中的黑碳记录研究的历史回顾

黑碳(Blackcarbon)是一类大气气溶胶,也是重要的气候驱动因子之一,它与人类活动密切相关.迄今发现,雪冰是保存和记录历史时期黑碳变化的最好介质.根据前人对南极冰芯、格陵兰冰芯、中低纬度山地冰川冰芯以及雪坑样品中的黑碳记录的研究成果,讨论了不同研究地区雪冰中黑碳含量的变化,黑碳对气候环境突变、大气环流变化的响应,总结了人类活动与雪冰黑碳记录之间的关系.雪冰黑碳记录还可以获得如森林大火这样的特殊事件的信息.     

Source identification and global implications of black carbon

Black carbon(BC)is one of the short-lived air pollutants that contributes significantly to aerosol radiative forcing and global climate change.It is emitted by the incomplete combustion of fossil fuels,biofuels,and biomass.Urban environments are quite complex and thus,the use of mobile jointly with fixed monitoring provides a better understanding of the dynamics of BC distribution in such areas.The present study addresses the measurement of BC concentration using real-time mobile and ambient monitoring in Barranquilla,an industrialized urban area of the Colombian Caribbean.A microaethalometer(MA200)and an aethalometer(AE33)were used for measuring the BC concentration.The absorption ?ngstr?m exponent(AAE)values were determined for the study area,for identifying the BC emission sources.The results of the ambient sampling show that vehicle traffic emissions prevail;however,the influence of biomass burning was also observed.The mean ambient BC concentration was found to be 1.04±1.03μg/m³ and varied between 0.5 and 4.0μg/m³.From the mobile measurements obtained in real traffic conditions on the road,a much higher average value of 16.1±16.5μg/m³ was measured.Many parts of the city showed BC concentrations higher than 20μg/m³.The spatial distribution of BC concentration shows that vehicle emissions and traffic jams,a consequence of road and transport infrastructure,are the factors that most affect the BC concentration.A comparison of results obtained from two aethalometers indicates that the concentrations measured by MA200 are 9%lower than those measured by AE33.The AAE obtained was found to vary between 1.1 and 1.6,indicating vehicular emissions as the most crucial source.In addition,it was observed that the BC concentration on working days was 2.5 times higher than on the weekends in the case of mobile monitoring and 1.5 times higher in the case of ambient monitoring.     

土壤氡析出率活性炭累积吸附法

为解决大面积多点快速土壤氡析出率测量问题, 设计开发并进行了土壤氡析出率活性炭累积吸附法的方法技术研究.在参考氡析出率装置和野外实验数据的基础上, 进行了测量装置及材料的选择、装置刻度、野外累积暴露时间、活性炭盒吸附氡有效衰变常数等研究.通过2002-2003年22次重复观测, 北京西北郊区粘土类土壤氡析出率平均值为20.15mBq.m-2.s-1, 最大值和最小值分别为26.75和13.49mBq.m-2.s-1, 标准偏差为3.55mBq.m-2.s-1.与仪器静电收集法比对结果表明, 两种方法的相对误差小于±10%.实验结果表明: 活性炭方法测量结果稳定可靠, 简便易行, 适用于全国大面积土壤氡析出率调查.      

超低排放燃煤电厂一次颗粒物和黑碳实时排放特征

燃煤电厂是大气一次污染物的重要排放源,其超低排放改造改变了大气颗粒物排放特征。为满足当前高时间分辨率排放清单构建的需要,燃煤电厂颗粒物实时排放质量浓度及关键组分比值亟需更新。本研究基于稀释通道采样系统,对某超低排放改造后的燃煤电厂开展实测,获得该燃煤电厂可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、超细颗粒物(PM1.0)和黑碳(BC)的实时排放质量浓度,更新各污染物排放因子,分析PM1.0/PM2.5、PM2.5/PM10和BC/PM2.5质量浓度比值(文中以上比值均为质量浓度比值)日变化。结果表明,上述污染物排放平均质量浓度分别为(5.0±6.0)mg/m^3、(5.0±5.9)mg/m^3、(4.9±5.9)mg/m^3和(36.6±28.3)μg/m^3;对应的排放因子分别为0.03 kg/t、0.03 kg/t、0.03 kg/t和0.2 mg/kg。该燃煤电厂颗粒物排放质量浓度表现出明显的日间变化,高值时段(20:30至次日10:30)PM2.5平均质量浓度是低值时段(10:30~20:30)的12.2倍,推测可能与不同时段的污染控制措施效率变动有关。作为不完全燃烧的产物,黑碳排放高值时段(06:00~12:00和14:30~19:00)的质量浓度是低值时段(00:00~05:00)相应值的1.5~2.4倍,推测与煤的添加和锅炉燃烧效率有关。颗粒物及组分质量浓度的日变化在构建高时间分辨率排放清单时需予以考虑。本研究实测所得PM2.5/PM10和BC/PM2.5比值分别为1.00±0.01和0.03±0.04,均远高于清单编制技术手册中推荐的燃煤电厂相应比值0.3和0.002,采用现有清单编制技术手册的相应比值可能低估了燃煤电厂细颗粒物和黑碳排放,需引起重视。     

黑碳在全球气候和环境系统中的作用及其在相关研究中的意义

燃烧形成的黑碳粒子进入大气中可影响辐射平衡,导致全球气候变暖,其沉降在河流、湖泊、海洋、土壤等环境中对全球生物地球化学循环起到重要的作用,成为当前国际地球科学研究的热点问题。综述了黑碳的定义及排放、沉降、降解过程,并总结了其在现在及过去环境和气候系统中的重要作用与研究意义。黑碳是全球惰性有机碳库的重要组成部分,在全球慢速碳循环中发挥潜在作用。因其具有很强的吸光特性,它在区域气候变暖过程中扮演重要角色。沉降在不同地质载体中的黑碳难以降解,可以保存几百万年,为地质历史时期古气候和古环境重建研究提供重要信息。海洋沉积物过去数百万年的黑碳记录指示了天然火的演化信息,晚第四纪黄土剖面黑碳也指示了天然火的变化信息,最近千年的湖泊和冰芯黑碳记录既反映了天然火的信息,也指示人类活动的信号。未来黑碳研究应进一步关注标准测量方法,以真正理解黑碳在全球气候与环境系统中的作用。