近日,我校生态与应用气象学院章炎麟教授团队在化石源黑碳与生物质源黑碳对湿沉降的差异化响应研究上取得重要进展,研究以“Divergent Responses to Wet Scavenging: Fossil Fuel Black Carbon Exhibits Longer Lifetime and Stronger Light-Absorption than Biomass Burning BC”为题发表于《Environmental Science & Technology Letters》期刊。我校于鸣媛老师为第一作者,章炎麟教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金(42192512,42107123)资助。
湿清除是大气中黑碳(BC)主要的沉降过程,但不同来源的黑碳对该过程的响应差异尚未得到充分量化。本研究基于中国南京为期一年的实地观测数据,探究了生物质燃烧来源黑碳(BCbb)与化石燃料燃烧来源黑碳(BCff)的云下清除过程,利用统计方法量化二者的质量吸收效率(MAE),并结合辐射传输模式研究直接辐射强迫差异。
结果表明:BCff较BCbb更难被清除,二者的湿清除比率分别为0.13和0.45(图1);在光学性质方面,BCff的光吸收能力显著强于BCbb,其MAE值分别为8.0~12.0 m² g⁻¹和3.4~8.0 m² g⁻¹(25~75百分位数)。因此,在降水过程中,受BCff占比升高、BCff自身MAE较高以及高湿度对两类黑碳MAE的共同增强作用,BC的MAE随降水量增加而显著上升(图2和3)。若忽略源特异的MAE,直接辐射强迫估算将产生显著偏差,在BCbb贡献高的地区偏差可达20%以上。
本研究强烈建议在模式研究中分开处理BCff与BCbb,以提升对BC大气浓度及环境气候影响的模拟精度。

图1(a)沿轨迹累积降水量(APT)影响下BCff与BCbb的响应特征;(b) BCff与BCbb传输效率(TE)与沿轨迹累积降水量的关系;(c)四季BCff与BCbb的湿清除率。

图2(a)质量吸收效率(MAE)对沿轨迹累积降水量的响应;(b)MAE与BCbb在BC中占比的关系。

图3.(a) MAEff和MAEbb的频率分布直方图;(b,c) MAEff和MAEbb对沿轨迹累积降水量的响应;(d)直接辐射强迫模拟,TOA-大气层顶,SUR-地表,ATMO-大气层内;(e)不同BCbb和BCff组成下模拟的大气层内直接辐射强迫(ATMO)示意图
论文信息:Mingyuan Yu, Jie Ding, Yu-Chi Lin, and Yan-Lin Zhang*. 2026: Divergent Responses to Wet Scavenging: Fossil Fuel Black Carbon Exhibits Longer Lifetime and Stronger Light-Absorption than Biomass Burning BC. Environmental Science & Technology Letters,https://doi.org/10.1021/acs.estlett.6c00058