火災雲中のブラックカーボンによる太陽光吸収を定量化(WashU researchers quantify solar absorption by black carbon in fire clouds)

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2024-07-25 ワシントン大学セントルイス校

温暖化が進む世界で、大規模な山火事が増えています。これらの火事は黒炭を大気中に放出し、短期的な強力な温暖化効果を引き起こします。特に高強度の山火事から発生する火炎積乱雲(pyroCb)は、煙を上層対流圏や下層成層圏に注入し、数か月間影響を及ぼします。ワシントン大学のCASEの研究により、この影響の詳細が明らかになりました。研究チームは、NOAA/NASAの2019年のFIREX-AQキャンペーンの一環で、ワシントン州の活発なpyroCb雷雨内で空中測定を行い、黒炭粒子の太陽光吸収特性を調査しました。結果として、pyroCb黒炭粒子は都市部や小規模火災からの黒炭粒子よりも可視光を2倍吸収することがわかりました。この研究は、成層圏の気候モデル予測を改善するためのさらなる測定と研究の必要性を強調しています。

<関連情報>

火山雲中のブラックカーボンによる光吸収の促進 Light absorption enhancement of black carbon in a pyrocumulonimbus cloud

Payton Beeler,Joshin Kumar,Joshua P. Schwarz,Kouji Adachi,Laura Fierce,Anne E. Perring,J. M. Katich & Rajan K. Chakrabarty
Nature Communications  Published:25 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-50070-0

火災雲中のブラックカーボンによる太陽光吸収を定量化(WashU researchers quantify solar absorption by black carbon in fire clouds)

Abstract

Pyrocumulonimbus (pyroCb) firestorm systems have been shown to inject significant amounts of black carbon (BC) to the stratosphere with a residence time of several months. Injected BC warms the local stratospheric air, consequently perturbing transport and hence spatial distributions of ozone and water vapor. A distinguishing feature of BC-containing particles residing within pyroCb smoke is their thick surface coatings made of condensed organic matter. When coated with non-refractory materials, BC’s absorption is enhanced, yet the absorption enhancement factor (Eabs) for pyroCb BC is not well constrained. Here, we perform particle-scale measurements of BC mass, morphology, and coating thickness from inside a pyroCb cloud and quantify Eabs using an established particle-resolved BC optics model. We find that the population-averaged Eabs for BC asymptotes to 2.0 with increasing coating thickness. This value denotes the upper limit of Eabs for thickly coated BC in the atmosphere. Our results provide observationally constrained parameterizations of BC absorption for improved radiative transfer calculations of pyroCb events.

1702地球物理及び地球化学
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