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登顶珠峰!探索第三极黑碳气溶胶如何影响全球气候环境
发布时(shi)间:2021-05-29 浏览量: 扫码访(fang)问

2020年5月27日11点整,八名(ming)中国珠(zhu)峰高(gao)程测量登山队队员成(cheng)功登顶“世界之巅”--珠(zhu)穆朗玛峰!时隔15年将以中国力(li)量重新定(ding)义世界海拔最高(gao)点。
今(jin)年是(shi)人类首次(ci)从北坡成功登顶珠(zhu)峰60周年,也是(shi)中国首次(ci)精确测定并(bing)公(gong)布珠(zhu)峰高程45周年,值此之(zhi)际,我们向(xiang)登山勇士们表示热烈(lie)祝(zhu)贺(he)并(bing)致以崇高的敬意!
爱游(you)戏真人(ren) 人(ren)将(jiang)学习(xi)中国攀(pan)登者征(zheng)服珠峰(feng)的(de)精(jing)神,勇攀(pan)大气(qi)监测高(gao)峰(feng),用专业技术和(he)赤诚服务(wu)的(de)态度助力蓝天保卫战,以不(bu)言放(fang)弃和(he)矢志不(bu)渝(yu)的(de)姿态挑战极限(xian),探索未知(zhi)!

登顶成功!引自[人民日(ri)报新(xin)媒体]

作为(wei)世界(jie)(jie)海(hai)拔最(zui)高的(de)(de)珠穆(mu)朗玛峰,位(wei)于被誉为(wei)“世界(jie)(jie)屋(wu)脊”和“第三极”的(de)(de)青(qing)藏高原南巅(dian)边缘,青(qing)藏高原具有(you)平(ping)均(jun)海(hai)拔4000米以(yi)上(shang)的(de)(de)高度(du),250万平(ping)方公里的(de)(de)辽阔面积,拥有(you)世界(jie)(jie)上(shang)最(zui)多、最(zui)壮丽的(de)(de)雪山和冰(bing)川(chuan);它是地球上(shang)一个独特的(de)(de)地理(li)单元,也是黄河(he)(he)(he)、长江(jiang)、澜沧江(jiang)、雅(ya)鲁藏布-布拉(la)(la)马普特拉(la)(la)河(he)(he)(he)、恒河(he)(he)(he)和印(yin)度(du)河(he)(he)(he)等大(da)(da)河(he)(he)(he)的(de)(de)发源地;它居于大(da)(da)气(qi)对流层最(zui)活跃处,以(yi)自身强大(da)(da)的(de)(de)热力(li)和地形动力(li)作用,深刻影响着东(dong)亚大(da)(da)陆、南亚次(ci)大(da)(da)陆、中亚与西(xi)伯利(li)亚广大(da)(da)范围(wei)内的(de)(de)气(qi)候(hou)和环境。
由于毗邻南亚和(he)东亚两个全(quan)球最(zui)大的(de)碳质气溶胶(jiao)排放(fang)区(qu),其中是(shi)南亚大气棕色云的(de)北侧,以(yi)青(qing)藏高原(yuan)为(wei)主体的(de)第(di)三(san)极被(bei)认为(wei)是(shi)世界上最(zui)容易(yi)受(shou)碳质气溶胶(jiao)影(ying)响(xiang)(xiang)的(de)区(qu)域之一,这里的(de)冰川(chuan)消融和(he)气候变化对世界有着(zhe)重(zhong)要的(de)影(ying)响(xiang)(xiang),所以(yi)对青(qing)藏高原(yuan)气候和(he)冰川(chuan)的(de)监测研(yan)究(jiu)一直是(shi)中国科学家的(de)研(yan)究(jiu)重(zhong)点,也吸引着(zhe)全(quan)球的(de)关注(zhu)。近年来,青(qing)藏高原(yuan)的(de)黑碳气溶胶(jiao)影(ying)响(xiang)(xiang)已成为(wei)新的(de)研(yan)究(jiu)热点。
科考队行进路上,仁龙巴冰川末端表层雪较脏,消融强烈,引自文章《翻越世界屋脊——黑碳气溶胶对气候的影响(康世昌,张玉兰)》

黑碳气溶胶(jiao)是(shi)大气气溶胶(jiao)的(de)重要组成(cheng)部分,主要由化石原料(liao)(煤、石油)和生物质(zhi)燃(ran)料(liao)(秸秆(gan)焚烧(shao)、森林火灾)等富含碳的(de)物质(zhi)不完(wan)全(quan)燃(ran)烧(shao)产(chan)生。
黑(hei)(hei)碳(tan)气(qi)(qi)溶胶对气(qi)(qi)候的(de)(de)(de)影响体现在多方面:首先,黑(hei)(hei)碳(tan)气(qi)(qi)溶胶具(ju)有吸光性(xing),可强烈(lie)吸收太(tai)阳短波辐射(she),同时释放红(hong)外辐射(she),加热(re)周边大气(qi)(qi),因而具(ju)有显著(zhu)的(de)(de)(de)温室(shi)效应作用;其次,黑(hei)(hei)碳(tan)对太(tai)阳辐射(she)的(de)(de)(de)吸收也可进(jin)(jin)一步(bu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)云(yun)的(de)(de)(de)相(xiang)对湿度、加速(su)云(yun)滴(di)蒸(zheng)发(fa)、降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)云(yun)的(de)(de)(de)反(fan)照率,从(cong)而影响气(qi)(qi)候变化;第三,黑(hei)(hei)碳(tan)气(qi)(qi)溶胶经由大气(qi)(qi)进(jin)(jin)行长距离传(chuan)输,并通过降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)雨、降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)雪等方式沉(chen)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)至地表,沉(chen)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)到冰(bing)冻圈(quan)表面的(de)(de)(de)黑(hei)(hei)碳(tan)可显著(zhu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)冰(bing)雪反(fan)照率,从(cong)而导致(zhi)雪冰(bing)加速(su)消融,进(jin)(jin)而影响气(qi)(qi)候。
黑碳在气候系统中的循环作用

除了丈量(liang)珠(zhu)峰(feng)新高度(du)外(wai),考(kao)察珠(zhu)峰(feng)地(di)区(qu)生态(tai)环(huan)境变(bian)化也是人类科学认(ren)识珠(zhu)峰(feng)的(de)任务之(zhi)一,自1959年以(yi)来,我国先(xian)后(hou)对(dui)(dui)珠(zhu)峰(feng)地(di)区(qu)进行了六次较为系统的(de)考(kao)察研究。其中的(de)第(di)六次是在2018-2019年,第(di)二次青藏(zang)科考(kao)队组织了珠(zhu)峰(feng)地(di)区(qu)综合(he)科学考(kao)察。由于南(nan)支西风和季风是将南(nan)亚黑(hei)碳气(qi)(qi)溶胶传入青藏(zang)高原的(de)重要途径(jing),队伍在珠(zhu)峰(feng)地(di)区(qu)开展了大气(qi)(qi)黑(hei)碳含(han)量(liang)垂直分布观(guan)测。除此(ci)之(zhi)外(wai),此(ci)次科考(kao)同时在不同海拔架设温(wen)度(du)计(ji),气(qi)(qi)象站,黑(hei)碳仪,水汽稳定同位(wei)素(su)分析仪,进行大气(qi)(qi)环(huan)境海拔梯度(du)观(guan)测,并利用探地(di)雷达对(dui)(dui)珠(zhu)峰(feng)冰川进行测厚。
本次考(kao)察行动中值得关注的(de)是,科(ke)考(kao)队首次使用系留气(qi)艇(ting)观(guan)测水汽稳(wen)定(ding)同位(wei)素(su)和黑(hei)碳浓度,研究珠(zhu)峰地区水汽稳(wen)定(ding)同位(wei)素(su)和黑(hei)碳含量的(de)垂直变化(hua),从(cong)而(er)揭示西风(feng)-季风(feng)影响(xiang)下(xia),水汽和南(nan)亚(ya)污染物如何传输到(dao)青藏高原(yuan)。

科(ke)学家在珠峰地区使(shi)用系留气艇进行观测,引(yin)自(zi)《让我们一(yi)起看看珠峰新变化(公众号:第三(san)极大本营)》

随降雪等过程(cheng)沉(chen)降到冰(bing)川的(de)(de)黑碳为多种化学(xue)反应提供了合适的(de)(de)界面,但是(shi)因为化学(xue)性质稳定,黑碳本身并不(bu)参与反应,其含量(liang)等可以(yi)(yi)保(bao)持数千年稳定。基(ji)于这一特点,科学(xue)家依据雪冰(bing)中(zhong)保(bao)存的(de)(de)黑碳,可以(yi)(yi)分析(xi)推测气候与环境(jing)变化的(de)(de)重要信(xin)息。过去数十年来,中(zhong)国科学(xue)院西北生态环境(jing)资源研究院的(de)(de)康世昌(chang)副院长团队对青藏高(gao)原不(bu)同区域的(de)(de)冰(bing)川进行了考察,采集了表层雪冰(bing)以(yi)(yi)及冰(bing)芯样品,为认(ren)识该地区的(de)(de)黑碳气溶胶(jiao)现(xian)状积累(lei)了重要资料。
中科院珠穆朗玛大气(qi)与环境综合观(guan)测研(yan)究站(zhan)上(shang)布(bu)设(she)的(de)大气(qi)环境观(guan)测仪器,引自《让(rang)我(wo)们一起看(kan)看(kan)珠峰新变化(公众号:第三极大本营)》

进入工业时代(dai)以来(lai)(lai),大(da)量化(hua)石(shi)燃料的(de)使用(yong)产生了大(da)量黑(hei)(hei)碳气(qi)溶胶,它们进入大(da)气(qi)后,最终通(tong)(tong)过(guo)降(jiang)雨(yu)和降(jiang)雪(xue)等过(guo)程进入雪(xue)冰(bing)中(zhong)(zhong)(zhong)并保(bao)存下来(lai)(lai)。因此(ci),冰(bing)芯中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)黑(hei)(hei)碳含量变(bian)化(hua)很大(da)程度上反映了人类活(huo)动强度的(de)变(bian)化(hua)。通(tong)(tong)过(guo)对青藏高原大(da)范围冰(bing)芯的(de)提取和分(fen)析(xi),可以进一步认(ren)识过(guo)去数(shu)百年来(lai)(lai)青藏高原雪(xue)冰(bing)中(zhong)(zhong)(zhong)黑(hei)(hei)碳含量的(de)时空变(bian)化(hua)特(te)征。
OT21光学吸收黑碳仪的应用案例

采集的(de)(de)珠(zhu)峰冰(bing)芯记录显(xian)示,珠(zhu)峰地(di)区(qu)大气(qi)中(zhong)人类(lei)来(lai)源(yuan)的(de)(de)重(zhong)金属和持久性有机污染物等自工业(ye)革命以来(lai)呈增加趋势(shi),过去60年(nian)(nian)更是(shi)显(xian)著(zhu)增加,源(yuan)自人类(lei)活(huo)动释(shi)放的(de)(de)黑碳(tan)在1970年(nian)(nian)以来(lai)显(xian)著(zhu)增加近2倍!这与南亚地(di)区(qu)增强的(de)(de)工农业(ye)活(huo)动密不可分。黑碳(tan)是(shi)不完(wan)全燃烧产生(sheng)的(de)(de)吸(xi)光性物质,进(jin)入(ru)大气(qi)后会吸(xi)收太阳辐射加热(re)大气(qi),沉降到冰(bing)川表(biao)面,会降低(di)反照率而(er)吸(xi)收热(re)量(liang),是(shi)一种促(cu)进(jin)冰(bing)川消(xiao)融的(de)(de)加速(su)剂(ji),导致珠(zhu)峰地(di)区(qu)冰(bing)川进(jin)一步加速(su)消(xiao)融。
研究人员正在观察刚钻取出的冰芯,引自《让我们一起看看珠峰新变化(公众号:第三极大本营)》

康院长曾发表文(wen)章(zhang)表明,沉降到(dao)雪冰中的(de)(de)黑(hei)碳的(de)(de)气(qi)候(hou)效(xiao)应(ying)目前(qian)也存在(zai)很大(da)不确定性,亟需(xu)将(jiang)大(da)气(qi)圈与(yu)冰雪圈列(lie)入到(dao)大(da)气(qi)辐射平衡计算(suan)中,从而更(geng)好地揭示黑(hei)碳在(zai)雪冰中的(de)(de)一系列(lie)气(qi)候(hou)与(yu)环境(jing)效(xiao)应(ying)。准确模拟与(yu)预测(ce)黑(hei)碳气(qi)溶胶(jiao)对冰川(chuan)(chuan)消融过程的(de)(de)影响,对提升冰川(chuan)(chuan)对气(qi)候(hou)变化的(de)(de)响应(ying)以及水资源效(xiao)应(ying)的(de)(de)认知水平具(ju)有(you)重要(yao)的(de)(de)现实和科学意义。
附着大(da)量(liang)黑(hei)碳污染物(wu)的冰川表面(mian)正在消融,引自文章(zhang)《翻(fan)越世(shi)界(jie)屋脊——黑(hei)碳气(qi)(qi)溶胶对气(qi)(qi)候的影响(康世(shi)昌,张玉兰)》

北京爱游(you)戏(xi)真(zhen)人 环保仪器有限公司(si)(以下简称,爱游(you)戏(xi)真(zhen)人 )一直致(zhi)力于(yu)环境(jing)空气(qi)碳(tan)气(qi)溶(rong)胶监测(ce)领域,系统提供专业的(de)(de)解决方案和先进(jin)的(de)(de)分(fen)析仪器,采用(yong)热光(guang)反射法(fa)、光(guang)学吸收法(fa)、热氧化-光(guang)吸收法(fa)和智能扫描电镜分(fen)析法(fa)等多种技术(shu)方法(fa),科(ke)学组合气(qi)溶(rong)胶采集、实验室离线分(fen)析、现场(chang)分(fen)析等监测(ce)分(fen)析方式,实现碳(tan)气(qi)溶(rong)胶来源解析、走航观测(ce)、垂直监测(ce)、生物(wu)质(包括(kuo)农作物(wu))燃(ran)烧(shao)、冰雪表(biao)面及(ji)冰芯中碳(tan)气(qi)溶(rong)胶分(fen)析等各(ge)类研究应用(yong),为广(guang)大相关科(ke)研工作者提供坚实的(de)(de)支持和便利(li)的(de)(de)服(fu)务。


文章中内容节选自
  • 期(qi)刊(kan)《大自然》2016年(nian)第(di)1期(qi),《翻越世界屋脊——黑碳气溶胶对气候(hou)的影响(康世昌(chang),张玉兰)》
  • 公(gong)众号“第三极大本营”原创文(wen)章,《让我们一起看(kan)看(kan)珠峰新变化(康世(shi)昌,姚檀栋等)》