三极地区雪冰中黑碳研究进展

马翔宇，李传金

（1.中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃兰州730000；2.中国科学院大学，北京100049）

0 引言

黑碳是化石燃料或生物质不充分燃烧而生成的一种颗粒状或由颗粒凝结而成的絮状物［1］。自然界中的黑碳主要有两种来源，一是自然源，如森林大火、火山喷发等，二是人类工业生产和生活排放［2］。黑碳具有独特的物理化学性质，如耐高温、可聚合为稳定结构的团、不溶于水和大部分有机溶剂等，因此其化学稳定性较强［1，3-6］。燃烧的热力作用使黑碳上升到达并悬浮于大气对流层，形成黑碳气溶胶，寿命可达6～10天［2］。大气中的黑碳气溶胶可产生显著的气候效应，一方面，黑碳可以有效的吸收红外和可见光波段的太阳辐射，进而加热大气；另一方面，黑碳还能有效的反射太阳辐射，进而降低到达地表的太阳辐射，对地表有冷却效应［2］。大气中的黑碳气溶胶可以通过与云相互作用进而影响大气的能量平衡，还可以通过沉积至雪冰表面干扰冰雪界面的辐射平衡等过程对地球的气候系统产生重要影响。黑碳是目前除温室气体外对气候变暖贡献最大的人为辐射强迫因子［1，3，7-8］，2000年的全球黑碳总排放量约为7 500 Gg（1 Gg=109g），估计造成总体气候强迫平均值1.1 W·m-2［4］，该值略大于IPCC AR5给出的全球总体强迫估计值0.64 W·m-2［9］。

雪冰是一种空间上广泛分布的下垫面，集中分布于高纬度以及高海拔区域。雪冰相对于其他下垫面类型具有极高的反照率，对地球系统能量平衡影响巨大［10］。……