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科研动态-AE33黑碳仪出色完成北极科考-吸光性气溶胶的船舶走航观测任务
发布时间:2024-04-12 浏览量: 扫码访问
      近日,米兰比可卡大学(意大利)、波兰科学院海洋研究所、斯德哥尔摩大学、Aerosol d.o.o.公司等,共同发表了题为:“Anthropic Settlements’ Impact on the Light-Absorbing Aerosol Concentrations and Heating Rate in the Arctic”-“北极地区人类活动对吸光性气溶胶浓度和加热速率的影响”的文章,探究了北极地区人类活动(居民区)与背景海洋区域吸光性气溶胶(Light-Absorbing Aerosol,LAA)(黑碳)的排放及其加热速率(Heating Rate, HR)的差异。

      除了全球范围内的温室气体的影响,局地排放的短寿命气候污染物(如黑碳)在北极地区变暖过程中也发挥着重要作用。有文献指出,1980年以来北极地区黑碳气溶胶与硫酸盐带来的共同影响贡献了约20%的温室效应。黑碳作为吸光性气溶胶的重要组成(约占光吸收气溶胶的70-90%),当其悬浮在大气中时会吸收太阳辐射并对大气产生正强迫作用,吸光性气溶胶产生的辐射效应具有明显的时空变化特征,局地尺度下它的影响可能超过温室气体。

      本次北极科考,黑碳的在线观测采用黑碳仪(型号AE33,Aerosol Magee Scientific),走航过程中仪器安装在靠近船头的观测平台上,为了抵御高湿、寒冷环境的影响,仪器放置在特制的密封防护箱中,并加配进样干燥管;此外,还进行了辐射、颗粒物数浓度的在线观测及颗粒物样品的收集,收集到的样品主要进行了水溶性离子及TC/OC的分析,其中TC/OC的浓度采用总碳分析仪(型号TCA08,Aerosol Magee Scientific)与AE33黑碳仪结合获得。


科考船2018年、2019年两次走航路线

S/Y Oceania 号科考船(a)及观测平台(b)

密封防护箱中的AE33黑碳仪


相关成果于2023年底发表在Atmosphere期刊,详细信息请参阅原文 (https://doi.org/10.3390/atmos14121768)。


部分成果:

航线上重点区域eBC箱线图(蓝绿色数字代表观测到的最大浓度)


航线上重点区域黑碳的加热速率(HR,蓝绿色数字代表观测到的最大速率)


       高时间分辨率黑碳的观测确定了北极人类活动/居住对大气环境的影响,Svalbard岛除了Isfjorden外的所有海湾观测到黑碳浓度均值约为25ng/m3,而Isfjorden海湾由于人类活动的影响,黑碳浓度均值约为99.4ng/m3。Svalbard群岛观测到的黑碳的直接排放以及由其带来的正辐射强迫,很好的解释了局地尺度上的加热速率(HR)空间变化。事实上,北极地区黑碳新鲜排放导致的大气表层的HR峰值是不可忽略的,甚至未来因为海上交通(旅游和商业游轮)的增加HR会升高。因此,由LAA引起的局地HR的影响的观测变得更加重要。