近期，天津大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院（以下簡稱“地科院”）傅平青教授團隊與德國馬普化學(xué)所Yafang Cheng教授團隊等多家國內(nèi)外單位合作，系統(tǒng)研究了棕碳氣溶膠對北極的增暖效應(yīng)及其來源貢獻。研究發(fā)現(xiàn)，北極地區(qū)水溶性棕碳的增溫效果約相當(dāng)于黑碳的30%，北半球中高緯度的生物質(zhì)燃燒貢獻了北極地區(qū)約60%的棕碳增暖效應(yīng)。

當(dāng)前，北極地區(qū)正以全球其他地區(qū)兩倍的速度快速變暖。冰川融化、海冰減少等導(dǎo)致全球大氣環(huán)流異常、地區(qū)生物多樣性減少，進而引發(fā)了一系列環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟問題。棕碳是由化石燃料燃燒，生物質(zhì)燃燒等釋放的一種吸光性有機氣溶膠，與人們熟知的二氧化碳等溫室氣體和黑碳氣溶膠類似，棕碳氣溶膠也是大氣中的主要增暖劑，近年來逐漸受到研究人員的關(guān)注。盡快明確北極棕碳的增暖效應(yīng)對北極氣候變化的影響及其主要來源，對于理順北極增溫的影響要素、緩解北極乃至全球氣候變化至關(guān)重要。

2017年夏季，研究團隊成員搭乘我國“雪龍?zhí)枴笨瓶即_展了為期2個月的環(huán)北極氣溶膠采樣，在實驗室利用超高分辨率傅立葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜儀（FT-ICR MS）、氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）以及紫外分光光度計等，對棕碳氣溶膠的分子組成和吸光能力進行全面分析，利用地球系統(tǒng)模式中發(fā)展了基于觀測的不同來源北極棕碳氣溶膠輻射強迫效應(yīng)模擬方法。綜合我國第一次環(huán)北極科考的外場觀測、實驗室分析以及地球系統(tǒng)模式數(shù)值模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)，棕碳氣溶膠對近紫外波段的太陽輻射有很強的吸收效應(yīng)，從而增加地球獲得的凈輻射通量，導(dǎo)致北極氣候變暖。這其中，諸如中高緯度地區(qū)的森林野火等生物質(zhì)燃燒是構(gòu)成北極棕碳氣溶膠的主要來源。

目前，該研究成果已發(fā)表于國際生物學(xué)頂尖雜志《細胞》(Cell)的姊妹刊《地球》(One Earth)，并得到國家自然科學(xué)基金的資助。據(jù)該論文的通訊作者、天津大學(xué)地科院教授傅平青介紹，隨著未來氣候變暖加劇，北半球中高緯度的野火燃燒發(fā)生頻率、強度和范圍都很可能有所增加，釋放出更多的棕碳和黑碳氣溶膠?！斑@會進一步加速北極地區(qū)的變暖，帶來更頻繁的野火燃燒，從而形成正反饋效應(yīng)”，傅平青說，“未來棕碳氣溶膠對北極地區(qū)變暖的影響預(yù)計將更為重要?！保▉碓矗禾旖虼髮W(xué)）