印度地区次生棕色碳的时空变化及其辐射强迫作用

《ACS ES&T Air》：Spatiotemporal Variability and Radiative Forcing of Secondary Brown Carbon over India

本研究基于2016-2020年印度气象局气溶胶监测网络14站点的等黑碳（EBC）数据，估算褐碳（BrC）和二次褐碳（Sec_BrC）吸收特征。分析表明内陆超大城市BrC和Sec_BrC浓度（73.24±30.25 Mm?1）显著高于沿海城市（30.40±19.68 Mm?1），后者Sec_BrC占比更高（33.28% vs 25.68%）。BrC和Sec_BrC的吸收与相对湿度和大气稳定性呈正相关，尤其在夜间表现显著。直接辐射强迫计算显示BrC导致内陆（7.84 W/m2）和沿海（5.21 W/m2）大气增温，而Sec_BrC分别贡献其51%和48%，整体BrC对大气顶层的冷却作用抵消了约50%的BC增温效应。研究强调改进BrC在气候模型中的表征及实施有效减排策略的重要性。

　　

我们利用印度气象部门（IMD）的甲烷测定仪网络（共14个监测站）在2016至2020年间收集的等效黑碳（EBC）数据，估算了棕碳（BrC）和二次棕碳（Sec_BrC）的吸收量。综合分析表明，内陆大城市的棕碳和二次棕碳吸收量（73.24 ± 30.25 Mm^–1）高于沿海大城市（30.40 ± 19.68 Mm^–1），这主要是由于内陆地区生物质燃烧更为频繁所致。在沿海大城市中，二次棕碳对总棕碳的贡献比例（33.28%）高于内陆地区（25.68%），表明二次棕碳相对于一次棕碳的比例更高，尤其是在沿海站点。进一步分析显示，棕碳和二次棕碳的吸收量与相对湿度及大气稳定性之间存在显著的正相关关系，尤其是在夜间。直接辐射强迫（DRF）计算结果显示，棕碳导致的大气升温效应在内陆和沿海站点分别为7.84 W/m²和5.21 W/m²，这些数值大约占黑碳（BC）引起的大气升温效应的25%至50%。此外，二次棕碳分别占内陆和沿海站点因棕碳引起的总升温效应的50%和40%。因此，棕碳在大气顶层产生的冷却效应分别为-3.21 W/m²和-2.56 W/m²，几乎抵消了黑碳升温效应的一半。这些发现强调了在气候模型中准确表征棕碳的重要性，并需要实施有效的排放控制策略以减轻其对区域气候和空气质量的影响。