近日，南京信息工程大学环境科学与工程学院张运江副教授与合作者在自然源与人为源相互作用下气溶胶化学研究方面取得重要进展，首次系统揭示了跨区域植物源排放与城市人为排放相互作用，如何改变黑碳“包裹物”的组成，显著放大其辐射加热效应的关键机制。相关成果发表在地学领域国际顶级期刊《自然·地球科学》上。

该研究从观测与模拟结合的角度，揭示了跨区域植物源与城市人为源相互作用在调控黑碳包覆层化学和辐射加热效应中的关键作用。结果表明在未来气候变暖背景下，植物源排放增强可能通过影响黑碳混合态演变而放大其辐射效应，对城市区域大气环境与气候效应产生重要影响。

黑碳，主要源于化石燃料和生物质等燃料的不完全燃烧过程排放，尤其在城市环境中排放量较大。它能够强烈吸收太阳辐射，改变大气结构，虽然在空气中停留时间不长，却对区域气候和环境产生重要影响。

“黑碳进入大气后，往往会被其他气溶胶成分包裹。可以把它想象成‘巧克力裹着糖心’——黑碳是‘糖心’，包裹在外面的就是‘巧克力’。”南京信息工程大学副教授张运江打了个比方，这层“外衣”会产生所谓的“透镜效应”，让更多太阳辐射被黑碳核心吸收，从而进一步放大其加热效应。

但这层“巧克力外衣”从何而来？受哪些因素控制？始终缺乏系统而清晰的科学解释。2013年，张运江及其团队整理了2013年到2023年十年的常规观测数据，发现只能看出“是什么”，要想弄明白“为什么”，需要更精密的观测。

2023年7月，张运江团队在南京开展了一次强化观测实验，核心设备是一台高分辨黑碳气溶胶质谱仪。“它的优势在于，能够在复杂的大气颗粒中，单独‘锁定’含黑碳的粒子，精准捕捉它们的演变过程。”

南京也为这项研究提供了得天独厚的“天然实验室”。夏季盛行的偏南风，会将长三角及更南部植被覆盖区域释放的植物源挥发性有机物氧化产物输送到南京城区。这些“来自大自然的分子”，一旦进入城市环境，便会与人为排放发生复杂而微妙的化学反应。

“我们发现，植物源排放经氧化生成的有机产物，不仅会显著增强区域大气的氧化性，还能为城市中二次有机气溶胶的形成提供额外‘原料’。”张运江解释，通俗地说，就是大自然“送来”的这些物质，在大气中被“加工”，最终变成包裹黑碳的那层“外衣”。

正是这层“外衣”，显著放大了黑碳的“透镜效应”。研究显示，在植物源影响较强的时期，黑碳的辐射吸收能力平均提升约20%。这一发现，不仅加深了人们对大气污染与气候相互作用的认识，也为理解区域气候变化提供了新的科学依据。

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