Mô phỏng 16 năm về carbon đen Bắc Cực: Vận chuyển, đóng góp nguồn và phân tích độ nhạy về lắng đọng
Tóm tắt
Khí hậu khu vực Bắc Cực bị ảnh hưởng bởi tác động bức xạ của carbon đen aerosols (BC) cả trong khí quyển và trên bề mặt tuyết và băng. Mô hình vận chuyển khí quyển toàn cầu của NIES (Viện Nghiên cứu Môi trường Quốc gia) đã được sử dụng, với các nguồn phát thải BC từ những khu vực giữa vĩ độ của nhiên liệu hóa thạch và đốt sinh khối, để mô phỏng nồng độ BC trong thời gian 16 năm. Nồng độ BC mô phỏng bởi mô hình phù hợp tốt với các quan sát BC, bao gồm cả xu hướng và tính mùa vụ, tại ba địa điểm Bắc Cực: Alert (Nunavut, Canada), Barrow (Alaska, Hoa Kỳ) và Zepplin, Ny-Ålesund (Svalbard, Na Uy). Các quan sát carbon đen tương đương (EBC, BC được suy ra từ độ hấp thụ) tại ba địa điểm Bắc Cực cho thấy tổng thể đã giảm 40% từ 1990 đến 2009; với phần lớn sự thay đổi xảy ra trong những năm đầu thập niên 1990. Các mô phỏng của mô hình đã xác nhận sự giảm thiểu ảnh hưởng đến đóng góp BC gần bề mặt khoảng 70% và khối lượng BC trong khí quyển đã giảm một nửa từ khu vực nguồn BC của Liên Xô cũ (FSU) trong suốt 16 năm. Ngược lại, đóng góp BC từ khu vực Đông Á (EA) có ảnh hưởng rất nhỏ đến bề mặt nhưng khối lượng BC trong khí quyển của Bắc Cực đã tăng gấp 3 lần. Sự lắng đọng khô được mô phỏng chiếm ưu thế trong Bắc Cực vào mùa đông, trong khi sự lắng đọng ướt chiếm ưu thế ở tất cả các vĩ độ vào mùa hè. Các phân tích độ nhạy về các chế độ lắng đọng khô và ướt cho thấy rằng các tham số hóa cần được tinh chỉnh để cải thiện hiệu suất của mô hình. Có những hạn chế trong mô hình do các tham số hóa giản lược và các không chắc chắn còn lại của mô hình, điều này yêu cầu cần khám phá thêm về sự đóng góp từ các khu vực nguồn, đặc biệt là từ khu vực nguồn EA đang phát triển đến mức carbon đen ở Bắc Cực trong tương lai.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Baron R. E. W. D.Montgomery andS. D.Tuladhar(2009) An Analysis of Black Carbon Mitigation as a Response to Climate Change 31 pp. Copenhagen Consensus Center.
Forster P. M., 2007, Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing
Koerner Roy M., 1999, 100 year record of ion chemistry from Agassiz Ice Cap Northern Ellesmere Island NWT, Canada, Atmos, Environ, 33, 347
Lavoué D. T.L.Zhao S.L.Gong P.Huang S.Sharma andB.J.Stocks(2009) Interannual variability of carbonaceous particles from boreal wildland fires and their contributions to aerosol loading and deposition in the Arctic American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting San Francisco CA December 14‐18.
Lavoué D.(2000) Transport vers la région arctique de l'aérosol carboné par les feux de biomasse des régions boréales et tempérées Ph.D. thesis (in French) Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement CNRS/CEA Gif‐sur‐Yvette France p 270.
Maksyutov S., 2000, CGER supercomputer activity report CGER I039‐2000, edited by CGER NIES, 39
Raatz W.E., 1991, Pollution of the Arctic atmosphere, 13
Rahn K. A., 1981, Arctic air chemistry, Atmos. Environ., 1, 1345
United Nations(2007) The United Nations energy statistics database (2005) 5 pp United Nations Statistics Division New York.
UNEP2011–Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone: Summary for Decision Makers Nairobi Kenya UNEP/GC/26/INF/20ISBN: 978‐92‐807‐3142‐2.
Van der Werf, 2010, Global fire emissions and the contribution of deforestation, savanna, forest, agricultural, and peat fires (1997–2009), Atmos. Chem. Phys., 10