Mô phỏng 16 năm về carbon đen Bắc Cực: Vận chuyển, đóng góp nguồn và phân tích độ nhạy về lắng đọng

Journal of Geophysical Research D: Atmospheres - Tập 118 Số 2 - Trang 943-964 - 2013
Sangeeta Sharma1, Misa Ishizawa2, Douglas Chan1, D. Lavoué3, Elisabeth Andrews4, Konstantinos Eleftheriadis5, Shamil Maksyutov6
1Climate Research Division, S&T Branch, Environment Canada, Toronto,#N#Ontario, Canada
2Toronto, Ontario, Canada
3DL Modelling and Research Brampton Ontario Canada
4CIRES, University of Colorado, Boulder, Colorado, USA
5ERL, Demokritos National Center of Scientific Research Institute of Nuclear Technology and Radiation Protection Attiki Greece
6Center for Global Environmental Research, National Institute for Environmental Studies 16-2, Onogawa, Tsukuba, Ibaraki, Japan

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

10.1080/027868290901972

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.

10.1016/0004‐6981(86)90180‐0

10.1007/s007030170009

10.1016/0004-6981(89)90249-7

10.1029/2006GB002840

10.1029/2003JD003697

10.1029/2010jd015096

10.5194/acp‐11‐2423‐2011

10.1029/2007JD009443

10.1029/2001JD001397

10.1016/0004-6981(85)90113-1

10.1016/j.atmosenv.2007.07.010

10.1029/1999JD900187

10.5194/acp-10-1511-2010

10.5194/acp‐9‐4653‐2009

10.5194/acp‐5‐1931‐2005

10.1016/0004-6981(87)90083-7

10.1016/0004-6981(85)90115-5

10.5194/acp-6-4321-2006

10.1029/2008GL035741

10.1016/j.atmosenv.2011.08.030

10.1029/2006JD008003

Forster P. M., 2007, Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing

10.1029/2004JD005350

10.1034/j.1600‐0889.2003.00044

10.1029/2011GL048221

10.1029/2009JD012943

10.1073/pnas.2237157100

10.1016/0048-9697(84)90265-1

10.1111/j.1600-0889.2011.00577.x

10.1021/es803623f

10.5194/acp-10-669-2010

10.1029/1999GL900155

10.1029/2009JD013478

10.1029/2009JD013592

10.5194/acp‐10‐5065‐2010

10.1111/j.1600‐0889.2006.00219

10.5194/acp‐10‐5191‐2010

10.5194/acp-8-1195-2008

10.1175/1520‐0477(1996)077

10.1029/2007JD009756

10.1029/2002JD002199

10.1029/2004JD005296

10.5194/acp‐9‐9001‐2009

10.1029/2001JD900038

Koerner Roy M., 1999, 100 year record of ion chemistry from Agassiz Ice Cap Northern Ellesmere Island NWT, Canada, Atmos, Environ, 33, 347

10.5194/acpd‐10‐4963‐2010

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.

10.1029/2000JD900180

10.1126/science.1137695

10.1029/95JD03426

10.1029/2010jd015145

Maksyutov S., 2000, CGER supercomputer activity report CGER I039‐2000, edited by CGER NIES, 39

10.1029/2010JD015067

10.1029/2004GB002259

10.1038/nclimate1332

10.5194/gmdd-3-1317-2010

10.1111/j.1600‐0889.2006.00238

Raatz W.E., 1991, Pollution of the Arctic atmosphere, 13

Rahn K. A., 1981, Arctic air chemistry, Atmos. Environ., 1, 1345

10.5194/acp‐4‐1885‐2004

10.1029/2005JD006581

10.1029/2003JD004331

10.1029/2002JD002496

10.5194/acp‐8‐5353‐2008

10.5194/acp‐10‐9667‐2010

10.5194/acp-7-511-2007

10.1029/2006JD007216

10.1029/2009JD013605

10.1016/j.pce.2003.08.058

10.5194/acp‐6‐1777‐2006

10.5194/acp‐7‐4489‐2007

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.

10.5194/acp-6-3423-2006

Van der Werf, 2010, Global fire emissions and the contribution of deforestation, savanna, forest, agricultural, and peat fires (1997–2009), Atmos. Chem. Phys., 10

10.5194/acp‐10‐2595‐2010

10.1029/2003JD004084

10.1007/s00376‐011‐0117‐5

10.1029/2008gl036194

10.1038/313467a0

10.1029/2008JD011239

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Geophysical Research D: Atmospheres

Tập 118 Số 2

943-964

Thông tin tác giả