一项新的研究证实，黑碳——更广为人知的名称是烟尘——是全球变暖的重要因素。
斯坦福大学大气/能源项目主任和大学伍兹研究所研究员Mark Jacobson的研究认为，减少黑碳排放可能是限制北极冰川持续流失的最快方法，北极的变暖速度是全球平均水平的两倍。
该研究还得出结论，在15年内，减少燃烧化石燃料、植被、粪便和其他来源产生的黑碳，可以将地球自工业革命以来经历的升温——约0.8摄氏度——降低17%至23%。
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这是因为黑碳在大气中停留一到四周，而二氧化碳的寿命则长达数百年甚至数千年。 而且，许多减少世界黑碳排放所需的技术已经存在，包括可以安装在柴油发动机上的污染捕集器，以及取代燃烧木材或粪便的太阳能灶具。
“因为黑碳的寿命很短，如果你能去除它，你就能对气候产生快速的影响，”Jacobson说。
专家表示，虽然减少二氧化碳排放是长期阻止变暖的唯一方法，但早期的研究已经就限制黑碳排放的短期优势得出了类似的结论。
他们表示，Jacobson研究的真正优势——目前正在Journal of Geophysical Research - Atmospheres杂志发表——在于它依赖于一种新的气候、空气污染和天气计算机模型，该模型考虑了黑碳影响环境的几种不同方式。
“我认为许多研究尚未意识到这一点：黑碳至少以四种不同的方式影响全球变暖，”斯克里普斯海洋研究所的大气科学家V. Ramanathan说。“据我所知，Jacobson的研究是第一个包含所有这些影响的研究。”
四方面的影响
与二氧化碳一样，黑碳吸收阳光和红外辐射，将热量滞留在 атмосферу 中——包括最靠近地球表面的边界层。 这些微小颗粒也充当云的凝结核，并被困在云粒子之间，它们吸收热量的能力有助于使这些云消散，并使更多的阳光到达地球。 而且，当烟尘落在雪或冰上时，例如在北极，其吸收太阳热量的能力有助于加速融化。
“黑碳的寿命很短，平均约为一到两周，”Jacobson说。“但是，即使它从大气中去除后，你仍然加热了周围的空气。 因此，黑碳产生的热量持续时间比它在大气中停留的时间稍长。”
NASA 戈达德空间研究所的气候建模师Drew Shindell同意，这项新研究的优势在于其对黑碳对变暖贡献的“非常详细”的处理。
该研究的作者Jacobson指出，该研究还区分了燃烧化石燃料产生的黑碳的影响和燃烧木材或粪便等生物燃料产生的黑碳的影响。 每种类型的燃烧产生的烟尘成分不同。 燃烧化石燃料产生的烟尘具有更强的变暖效应，因为它含有较高比例的黑碳与硫酸盐，后者反射阳光以产生冷却效应。
相比之下，燃烧生物燃料产生的烟尘通常是室内和人口稠密地区使用的粪便或木柴灶具的产物。 Jacobson说，减少黑碳的来源可能有助于减少估计每年因生物燃料烟尘造成的150万例过早死亡。
但Shindell表示，Jacobson的模型也是该研究的“最大局限性”。 许多其他关于黑碳气候影响的研究都使用了政府间气候变化专门委员会报告中使用的模型。
Shindell说：“这项新研究‘是我希望在经过更多实践检验的气候模型中看到的那种结果，但它不仅仅是发人深省’。“不过，我认为这些结果与其他一些分析是一致的。”
其中包括Shindell去年在《自然》杂志上发表的一篇论文，该论文发现，硫酸盐排放减少（有助于散射太阳光，冷却地球）和黑碳排放增加（产生相反的效果）的“双重打击”“大大促进了过去三十年来北极的快速变暖”。
Jacobson表示，他同意“模型需要不断测试”，并指出，他在这项研究中使用的模型是他自2002年以来一直在改进的模型，该模型已成为多篇已发表研究的基础。
全球变暖的更快解决方案？
与此同时，Ramanathan表示，Jacobson的结论，即黑碳可能是仅次于二氧化碳的第二大变暖因素，与他自己基于实际气候条件观察的实验结果相符。
Ramanathan说，虽然Jacobson的模型和他自己的实验结果存在很大的不确定性，但他“不会排除黑碳是第二大全球变暖因素的可能性”。
与此同时，另一组研究人员昨天在《自然-地球科学》杂志上发表了一篇评论，认为如果方法得当，减少黑碳、甲烷和其他影响气候的短寿命物质不仅可以限制变暖，还可以改进气候模型。
他们写道：“只有在二十一世纪控制住二氧化碳排放，地球的气候才能稳定下来。” 但减少有助于地球变暖的短寿命物质的排放“可以在未来几十年内显著降低变暖速度”。
密歇根大学大气科学教授、主要作者Joyce Penner说，通过仔细测量和建模大气成分的由此产生的变化，科学家们可以改进他们对地球气候对二氧化碳敏感程度的估计，她的工作重点是改进全球气候模型及其模拟云和气溶胶粒子之间相互作用的能力。
这将缩小对在给定大气二氧化碳水平下世界可能期望的变暖程度的估计范围。
Penner说：“我们为什么要再过20年，却不知道我们是在高[变暖]曲线还是低曲线？”
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