黑碳?xì)馊苣z是化石燃料和生物質(zhì)不完全燃燒的產(chǎn)物，具有強烈的吸光性，是僅次于二氧化碳的大氣升溫氣候強迫因子。黑碳沉降到雪冰表面會導(dǎo)致反照率降低，從而加速冰川和積雪的消融，進(jìn)而改變區(qū)域的水文過程以及水資源變化。青藏高原是我國冰凍圈最為發(fā)育的區(qū)域，在全球變暖背景下，青藏高原多數(shù)區(qū)域的冰川處于加速萎縮中，其中，黑碳等吸光性雜質(zhì)的影響不可忽視。

青藏高原毗鄰的南亞和東南亞是目前全球黑碳高排放區(qū)之一，模式與地球化學(xué)證據(jù)均顯示，該區(qū)域排放的黑碳?xì)馊苣z能夠跨越喜馬拉雅山脈輸送到青藏高原內(nèi)陸地區(qū)，其對青藏高原黑碳?xì)馊苣z的貢獻(xiàn)達(dá)到60%以上，并主要影響高原的南部和中部地區(qū)。然而，現(xiàn)有研究對青藏高原冰川區(qū)黑碳?xì)馊苣z的在線監(jiān)測相對不足，且與模式模擬的結(jié)合研究亟待加強。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院科研團(tuán)隊對梅里雪山明永冰川區(qū)的黑碳?xì)馊苣z進(jìn)行了強化監(jiān)測，并結(jié)合區(qū)域氣候化學(xué)耦合模式WRF-Chem對黑碳?xì)馊苣z的來源和氣候效應(yīng)進(jìn)行了量化分析。研究發(fā)現(xiàn)，明永冰川區(qū)黑碳?xì)馊苣z的年均濃度遠(yuǎn)高于青藏高原內(nèi)陸（415 ± 372 ng m-3），且呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化特征，在四月份達(dá)到最高值（月均：930 ± 484 ng m-3）。黑碳?xì)馊苣z呈現(xiàn)雙峰值日變化模式，春季變化幅度最為劇烈，說明黑碳?xì)馊苣z來源、傳輸及邊界層厚度受氣候條件的影響較大。在370 nm時，顆粒物的總吸光系數(shù)（babs）最高，但多數(shù)babs值小于20 Mm-1，其中，棕碳（BrC）對babs的貢獻(xiàn)顯著，年均為25.2% ± 12.8%。南亞和東南亞是研究區(qū)黑碳?xì)馊苣z的主要貢獻(xiàn)源區(qū)（年均：51.1%），在春季貢獻(xiàn)最高（65.6%），夏季貢獻(xiàn)為20.2%，表明其他區(qū)域的貢獻(xiàn)也不容忽視。南亞和東南亞排放的黑碳在研究區(qū)大氣層中產(chǎn)生正的輻射強迫（RF）。而在近地面，RF表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性變化，較大的RF值出現(xiàn)在冬季和夏季。本研究加深了對青藏高原典型冰川區(qū)黑碳?xì)馊苣z含量、變化、來源和影響等的認(rèn)識，為進(jìn)一步探討黑碳等吸光性雜質(zhì)的氣候效應(yīng)及國際間的黑碳減排合作提供有益參考。

該成果以South and Southeast Asia controls black carbon characteristics of Meili Snow Mountains in southeast Tibetan Plateau為題發(fā)表于Science of the Total Environment.

西北研究院陳鵬飛副研究員為論文第一作者，康世昌研究員為論文通訊作者。該研究獲第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目和冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室自主課題等聯(lián)合資助。?

圖1 研究區(qū)黑碳?xì)馊苣z的季節(jié)和日變化特征

圖2跨境輸入黑碳在研究區(qū)大氣層產(chǎn)生的輻射強迫