Промышленная революция привела ко многим вещам: паровой двигатель, фабричная система, массовое производство.
Но не, видимо, больше лесных пожаров. На самом деле, наоборот.
Новое исследование «Переоценка доиндустриальных пожарных выбросов сильно влияет на антропогенное аэрозольное воздействие», проведенное постдокторантом Корнельского университета и опубликованное в августе в журнале Nature Communications, показывает, что выбросы от пожаров были значительно выше в доиндустриальные времена. эпохи, начавшейся около 1750 г., чем считалось ранее. В результате ученые недооценили охлаждающий эффект аэрозольных частиц, произведенных этими пожарами, на климат в прошлом.
По мере горения огня крошечные частицы - аэрозоли - выбрасываются в атмосферу, где они могут увеличивать яркость облаков и отражать солнечный свет обратно в космос, охлаждая планету в процессе (также известном как непрямое радиационное воздействие). Это охлаждение может помочь компенсировать увеличение потепления, вызванного антропогенными парниковыми газами, такими как углекислый газ.
Большинство людей, вероятно, хорошо знакомы с идеей потепления из-за парниковых газов, но менее осведомлены о том, что деятельность человека может одновременно создавать и похолодание за счет изменения свойств облаков за счет выбросов аэрозолей и их прекурсоров. газы», - сказал ведущий автор Дуглас Гамильтон, исследователь с докторской степенью в области наук о Земле и атмосфере. «Вы не видите полного воздействия потепления от парниковых газов в любой момент, потому что у вас также есть эти аэрозоли. Нам очень важно понять охлаждающий эффект этих аэрозолей, чтобы понять общее влияние деятельности человека на климат».
Чтобы получить более четкое представление об историческом воздействии аэрозолей, Гамильтон изучил записи о пожарах, такие как ледяные керны, которые содержат черный углерод, испускаемый в результате доиндустриальных пожаров; угольные отложения в озерных и морских отложениях; и рубцы в годичных кольцах деревьев, а также современные спутниковые данные, подтверждающие уменьшение площади выгоревших земель, вызванных пожарами в последние десятилетия. Эти палеоэкологические архивы показывают, что пик пожаров во всем мире пришелся на 1850 год, а выбросы от пожаров снизились на 45-70 процентов во всем мире после промышленной революции..
Хотя здравый смысл подсказывает, что количество пожаров будет увеличиваться по мере увеличения плотности населения по всей планете, в действительности создание городов, пожарных депо и местной инфраструктуры, а также сокращение площади лесов для сельскохозяйственных целей сократили распространение пожаров. лесные пожары, сказал Гамильтон.
Изменение климата и методы управления земельными ресурсами, однако, могут обратить эту тенденцию вспять. В последние годы, например, в США увеличилось количество пожаров.
«В некоторых регионах мы сейчас начинаем наблюдать увеличение количества пожаров, и, по прогнозам, это продолжится», - сказал Гамильтон. «Но там, где пожары и где они будут усиливаться в будущем, это не то же самое, где они были в прошлом».
В документе делается вывод о том, что доиндустриальные выбросы от пожаров являются самым большим источником неопределенности, когда дело доходит до понимания масштабов потепления климата, вызванного антропогенными формами горения.
Черный углерод: друг или враг?
Это чувство неопределенности в отношении воздействия аэрозолей на климат также сообщается в отдельной статье, недавно написанной Гамильтоном в соавторстве, «Радиационные эффекты черного углерода, высокочувствительные к размеру испускаемых частиц при решении проблемы разнообразия состояний смешивания», также опубликованной в журнале Nature Communications в августе.. Это исследование, проведенное под руководством Хитоши Мацуи, бывшего приглашенного ученого в Корнелле, а ныне работающего в Университете Нагоя в Японии, показало, что более точные измерения размера частиц черного углерода и того, как эти частицы смешиваются с другими составами аэрозолей в климатических моделях, более важны. важно, чем считалось ранее, для понимания нагревательного эффекта черного углерода в наши дни и того, как он может измениться в будущем, когда потенциально будет больше лесных пожаров и меньше сжигания ископаемого топлива.
Черный углерод образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива, биотоплива и лесных пожаров. Из-за своего темного цвета он поглощает солнечный свет и согревает планету. Сила этого потепления определяется размером частиц и тем, насколько они разбавлены другими аэрозолями, такими как более чистый органический углерод, или конденсацией газов, которые затем смешиваются с ним.
Исследователи разработали более подробную модель черного углерода, чем та, что используется в настоящее время. Модель учитывает широкий диапазон размеров частиц и различные способы смешения черного углерода с другими компонентами атмосферы, чтобы показать, насколько тонкими могут быть эти атмосферные взаимодействия. Понимание этих взаимодействий особенно важно, потому что один из предложенных способов смягчения воздействия человека на климат заключается в активном сокращении только аэрозолей сажи, но не в устранении других.
«Правильное описание размера частиц черного углерода и их смешивания с другими компонентами аэрозоля очень важно для понимания вклада черного углерода в текущий климат и его будущие изменения», - сказал Мацуи.
В этой новой усовершенствованной модели мы показываем, что по мере увеличения количества пожаров в будущем дополнительное потепление, которое было предсказано в более простых моделях, может оказаться фактическим похолоданием по сравнению с сегодняшним днем, потому что мы решили размер и состав черного углерода в сочетании с тем, что происходит с другими аэрозолями и газами, которые также выбрасываются совместно с пожарами», - сказал Гамильтон.
Оба этих исследования добавляют нюансы к тому, насколько эффективным будет сокращение черного углерода для улучшения качества воздуха и уменьшения изменения климата, по словам Натали Маховальд, профессора инженерии Ирвинг-Портер-Черч и директора факультета Центра устойчивого будущего Аткинсона. окружающей среды, который является соавтором статьи размера частиц.
«Нам действительно нужно больше узнать о доиндустриальных пожарах и о том, как мы меняем распределение выбросов черного углерода по размерам. Это главное», - сказал Маховальд. «По мере того, как мы пытаемся двигаться вперед и решать проблемы с качеством воздуха и климатом, нам нужны ответы на эти вопросы».