对大气中烟尘建模的新认识强调了 减少碳排放。
黑碳颗粒（通常称为烟灰）吸收大气中的热量。 多年来，科学家们已经知道这些颗粒正在影响地球变暖 气候，但事实证明难以测量其确切影响。
足球比赛结果和布鲁克海文国家实验室的研究人员， 与其他大学、行业和国家实验室的合作伙伴一起，已经确定 那段时间含有黑碳的颗粒的形状确实对大气有一些影响 变暖，考虑烟灰颗粒的结构差异也很重要 颗粒如何与其他覆盖的有机和无机材料相互作用 当它穿过大气时会产生黑碳。
今天发表在《美国国家科学院院刊》上，提供一个框架，使模型模拟与实验室和经验相协调 观测结果，可用于改进对黑碳对环境影响的估计 气候。
关于研究人员
每个黑碳颗粒都是独一无二的
黑碳对太阳辐射的吸收能力与二氧化碳相当。 然而，黑碳仅在大气中保留数天至数周，而二氧化碳 可以在大气中保留数百年。
科学家多年来一直将黑碳颗粒近似为球形 在经常被其他有机材料覆盖的模型中。当时的想法是 当烟灰颗粒穿过大气时，涂层具有以下特征： 称为“透镜效应”；该涂层将光线聚焦在黑碳上，导致 增加辐射吸收。虽然烟灰颗粒确实被有机物包裹着 材料，颗粒之间的涂层不均匀。
“当你在显微镜下拍摄图像时，粒子看起来永远不会完美地像 具有相同涂层的球体，”教授克劳迪奥·马佐莱尼 (Claudio Mazzoleni) 说道 物理学 足球比赛结果，本文的合著者之一。 “如果你进行数值计算 关于被壳覆盖的完美球体，模型将表现出增强的吸收能力 黑碳颗粒的数量最多可达三倍。”
黑碳颗粒的实证研究表明吸收要少得多 比模型所建议的要多，从而对模型的有效性提出质疑 以及我们对黑碳气候强迫效应的理解。
研究表明有机材料涂层不是完全球形的；取决于 关于有机材料如何粘附在黑碳颗粒上，产生的形状 即使具有相同数量的材料，也会导致粒子的行为截然不同 作为另一种形状不同的烟灰颗粒。但更重要的是 涂层的量可能因颗粒而异。这两个 属性都会降低预期的吸收增强。
合作者和设施
BC4 实验室研究合作者包括 Leah Williams、Jesse Kroll、Ellie Browne、 加布里埃尔·艾萨克曼-沃茨、亚蒂什·帕尔玛、詹姆斯·布罗根、萨拉·福雷斯蒂耶里和努普尔·夏尔马。 其他合作者包括蒂姆·奥纳什在Aerodyne、波士顿学院、布鲁克海文和太平洋西北大学的 Paul Davidovits 国家实验室。本研究的部分内容是使用密歇根技术公司完成的 大学应用化学和形态分析实验室。参与情况 能源部使单粒子烟灰光度计成为可能 ARM 小额竞选补助金。
劳拉·菲尔斯 (Laura Fierce)，布鲁克海文国家实验室的副大气科学家， 在建模时应用粒子解析模型来解释粒子异质性 黑碳。
“虽然大多数气溶胶模型简化了颗粒成分的表示， 粒子解析模型跟踪单个粒子的组成 在大气中进化，”菲尔斯说。 “这个模型特别适合评估 全球规模气溶胶模型中应用的常见近似值导致的误差。”
对气候变暖的影响比我们想象的要小
本质上，研究人员已将多样性引入到气候建模中 颗粒上的有机和无机涂层以及颗粒的不均匀性 他们自己。通过将经验模型与实验室测量相结合，该模型 预测黑炭吸收的增强幅度比以前低得多 想到。更新后的模型还使模型的输出更接近于原来的结果 在现场测量。
“人们认为黑碳对大气有很强的变暖作用，这 取决于吸收，”马佐莱尼说。 “如果你有更大的吸收，它有助于 会导致气候变暖，并对气候产生更大的影响。了解黑碳的贡献有多大 对于气候变暖，我们需要了解这些细节，因为它们可以使 有区别。”
赠款和资金
DOE DE-SC0011935
这项研究为改进黑碳的预测提供了一条前进的道路 对气候的辐射作用。减少大气中的黑碳排放可以 有助于减少气候变化的一些影响。这项研究的结果表明 粒子单位质量的吸收率比之前想象的要低，但是多少 黑碳迫使大气变暖也取决于排放水平、相互作用 与云和粒子行进的距离。在减少烟尘排放的同时 意义重大，减少大气中的二氧化碳仍然至关重要。
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