Исследователи обнаружили, что частицы углерода, выбрасываемые в воздух в результате горящих деревьев и других органических веществ, с гораздо большей вероятностью, чем считалось ранее, попадут в верхние уровни атмосферы, где они могут мешать лучам солнца — иногда охлаждая воздух и в другое время согревая его.«Большая часть коричневого углерода, выбрасываемого в воздух, остается в нижних слоях атмосферы, но часть его поднимается в верхние слои атмосферы, где оказывает непропорционально большое влияние на радиационный баланс планеты — гораздо сильнее, чем если бы это было все. на поверхности ", — сказал Родни Вебер, профессор Школы Земли Технологического института Джорджии. Атмосферные науки.
Исследование, опубликованное 22 мая в журнале Nature Geoscience, спонсировалось Программой НАСА по радиационным наукам и Программой НАСА по составу тропосферы.Исследователи проанализировали пробы воздуха, собранные в 2012 и 2013 годах самолетами НАСА из верхней тропосферы — примерно в семи милях над земной поверхностью — в разных точках Соединенных Штатов. Они обнаружили удивительные уровни коричневого углерода в образцах, но гораздо меньше черного углерода.
В то время как черный углерод можно увидеть в темных шлейфах дыма, поднимающихся над горящим ископаемым топливом или биомассой при высокой температуре, коричневый углерод образуется в результате неполного сгорания, которое происходит, когда тлеют травы, древесина или другие биологические вещества, что типично для лесных пожаров. Как твердые частицы в атмосфере, они оба могут мешать солнечному излучению, поглощая и рассеивая солнечные лучи.По мере увеличения высоты климат становится более чувствительным к этим твердым частицам.
Исследователи обнаружили, что коричневый углерод с большей вероятностью, чем черный углерод, перемещается по воздуху в более высокие уровни атмосферы, где он может оказывать большее влияние на климат.«Люди всегда предполагали, что, когда вы выделяете этот коричневый углерод, он со временем уходит», — сказал Афанасиос Ненес, профессор и ученый Джорджии Пауэр в Школе Земли. Атмосферные науки и химическая школа Биомолекулярная инженерия.После того, как коричневый углерод уносится дымовыми шлейфами в нижние слои атмосферы, он смешивается с облаками.
Затем он отправляется в верхние слои атмосферы за счет сил глубокой конвекции, существующих в облаках.Хотя исследователи не могли объяснить, как это происходит, они также обнаружили, что во время путешествия через облака коричневый углерод стал более концентрированным по сравнению с черным углеродом.
«Сюрприз здесь в том, что коричневый углерод усиливается, когда вы проходите через облако, по сравнению с черным углеродом», — сказал Ненес. «Это говорит о том, что в облаке может происходить образование коричневого углерода, о котором мы не знали раньше».