物理科技生物学-PHYICA

研究人员发现,野火烟雾对气候的影响比计算机模型假悠久社区设的要大

地球 2022-07-27 00:00:19

怀俄明大学 怀俄明州大学移动实验室测量了几年前怀俄明州燃烧生物质的烟雾

这是用于与计算机模型进行比较的现场测量类型的示例

信用:瑞秋伊迪 怀俄明大学研究人员领导的一项关于生物物质燃烧气溶胶的研究表明,野火产生的烟雾对大气的冷却作用比计算机模型假设的要大

“这项研究解决了野火对全球气候的影响,我们广泛使用了NCAR-怀俄明州超级计算机(夏延),”UW大气科学副教授谢恩·墨菲说

“此外,该论文使用了来自UW和世界各地的其他团队的观测结果来与气候模型的结果进行比较

这项工作的主要结论是,野火烟雾比当前模型假设的更冷

" 墨菲是一篇题为“大多数气候模型中的生物质燃烧气溶胶过于吸收”的论文的撰稿人,该论文发表于1月11日

12(今天)发表在《自然通讯》上,这是一份开放获取的期刊,发表了自然科学所有领域的高质量研究

该杂志发表的论文代表了各个领域专家的重要进展

亨特·布朗,2020年秋季毕业于UW大学,获得博士学位

D

在《大气科学》中,是该论文的主要作者

论文的其他撰稿人包括德克萨斯A&M大学的研究人员;北卡罗来纳A&T州立大学;佐治亚大学;芬兰气象研究所;位于挪威奥斯陆的国际气候和环境科学中心和挪威气象研究所;英国的雷丁大学;南非西北大学;位于中国合肥的中国科学技术大学;华盛顿州里奇兰的太平洋西北国家实验室

生物质燃烧气溶胶的组成、大小和混合状态决定了大气中烟羽的光学特性,而这反过来又是决定这些气溶胶如何干扰大气能量平衡的主要因素

“我们发现,许多最先进的气候模型模拟的生物量燃烧气溶胶或烟雾,比我们在观察中看到的更暗,或吸收更多的光,”阿拉斯加朱诺的布朗说

“这对这些模型做出的气候预测有影响

" 美国国家科学基金会/国家大气研究中心(美国国家科学基金会/NCAR) C-130飞机在2018年WE-CAN(西方野火云化学实验、气溶胶吸收和氮)野外活动期间测量生物量燃烧烟雾

功劳:谢恩·墨菲 研究中使用的观测和模型涵盖了广泛的时间范围

布朗说,除了北方火区之外,非洲、南美和东南亚也被选中,因为这些地区是世界上燃烧生物质的烟雾排放的最大来源

布朗说,位于夏延的国家大气研究中心(NCAR)-怀俄明州超级计算中心(NWSC)被用于所有的数据处理和模型灵敏度模拟

本研究中用于比较的一些其他模型数据是在其他地方生成的

布朗解释说:“当我们将全球野火烟雾观测值与来自一系列气候模型的模拟野火烟雾进行比较时,绝大多数模型的烟雾都比观测值吸收更多的光。”

“这意味着,在这些模型中,更多来自太阳的能量将使大气变暖,这与我们在这些野外活动和实验室研究中看到的相反,这些活动和研究报告说,较少吸收的烟雾通过将光从地球散射回太空而具有更大的冷却效果

" 大气中吸收这些气溶胶的程度取决于燃烧的燃料类型以及火灾区域的气候

一般来说,非洲和澳大利亚炎热干燥的草原火灾往往有更暗的烟雾,更容易吸收,而北美和北亚较冷、较潮湿的北方森林火灾往往有更亮的烟雾,吸收较少

在研究人员对模型进行气溶胶改进后,非洲野火烟雾仍然比观测结果更容易吸收

布朗解释说,这可能是由于模型中对气溶胶如何随时间演变的简化,也可能是由于这一地区缺乏观测,结果偏向于北方火情

布朗说:“我们能够将模型和观测结果之间的差异追溯到模型如何代表模型中的单个烟雾粒子或气溶胶。”

“这可以归结为模型如何描述它们的组成、大小以及不同类型的生物质燃烧气溶胶的混合物

当我们在其中一个模型中改变这些变量时,我们看到模拟烟雾有了相当大的改善

" 布朗说,计算机模型和全球观测的这种比较对模型开发小组很有价值,并且可能有助于减少模型中生物量燃烧气溶胶气候影响的不确定性

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