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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
发布时间:2021-05-29 浏览量: 扫(sao)码访问

2020年5月27日11点(dian)整,八名中(zhong)国珠峰(feng)高程测量登(deng)(deng)山队队员(yuan)成功登(deng)(deng)顶(ding)“世(shi)界(jie)之巅”--珠穆朗(lang)玛(ma)峰(feng)!时隔15年将以中(zhong)国力量重新定义(yi)世(shi)界(jie)海拔最高点(dian)。
今年(nian)是人类首(shou)次从北坡(po)成功登顶珠峰(feng)60周(zhou)年(nian),也是中国首(shou)次精确测(ce)定并(bing)公布珠峰(feng)高程45周(zhou)年(nian),值此之际,我们向登山(shan)勇士们表示热烈(lie)祝贺并(bing)致(zhi)以崇高的敬(jing)意!
澳门星河真人(ren)(ren) 人(ren)(ren)将学习(xi)中(zhong)国攀登者征服珠峰的(de)精神(shen),勇攀大气(qi)监测(ce)高峰,用专(zhuan)业(ye)技(ji)术和赤(chi)诚(cheng)服务的(de)态(tai)度助力蓝(lan)天保卫战(zhan),以(yi)不(bu)(bu)言放(fang)弃和矢志不(bu)(bu)渝的(de)姿态(tai)挑战(zhan)极(ji)限,探索未知!

登顶(ding)成功!引自[人民日报新媒体]

作为世(shi)界(jie)(jie)(jie)海拔最(zui)高的(de)珠(zhu)穆(mu)朗玛峰,位于被誉为“世(shi)界(jie)(jie)(jie)屋脊(ji)”和(he)“第三极”的(de)青(qing)藏(zang)高原南(nan)巅边缘,青(qing)藏(zang)高原具(ju)有平均海拔4000米以(yi)(yi)上(shang)(shang)的(de)高度,250万平方公里的(de)辽阔面积,拥有世(shi)界(jie)(jie)(jie)上(shang)(shang)最(zui)多、最(zui)壮丽的(de)雪山和(he)冰川(chuan);它是地球上(shang)(shang)一个独特(te)的(de)地理单元,也是黄河(he)(he)、长(zhang)江(jiang)、澜沧(cang)江(jiang)、雅鲁藏(zang)布-布拉马普(pu)特(te)拉河(he)(he)、恒(heng)河(he)(he)和(he)印度河(he)(he)等大(da)河(he)(he)的(de)发源(yuan)地;它居于大(da)气(qi)对流(liu)层最(zui)活跃处,以(yi)(yi)自身强大(da)的(de)热(re)力和(he)地形动力作用,深(shen)刻影响着东亚大(da)陆(lu)、南(nan)亚次大(da)陆(lu)、中亚与西(xi)伯利亚广大(da)范围内的(de)气(qi)候和(he)环境。
由于(yu)毗邻南(nan)亚和东(dong)亚两个全(quan)球最大的(de)碳(tan)(tan)质气(qi)溶(rong)胶排放(fang)区(qu),其中是(shi)(shi)南(nan)亚大气(qi)棕色(se)云的(de)北侧(ce),以(yi)(yi)青(qing)藏高(gao)(gao)原(yuan)(yuan)为(wei)主体的(de)第(di)三(san)极(ji)被认为(wei)是(shi)(shi)世(shi)(shi)界(jie)上最容(rong)易(yi)受(shou)碳(tan)(tan)质气(qi)溶(rong)胶影(ying)响的(de)区(qu)域之一,这(zhei)里的(de)冰川消融(rong)和气(qi)候(hou)(hou)变化对世(shi)(shi)界(jie)有(you)着(zhe)重(zhong)要的(de)影(ying)响,所以(yi)(yi)对青(qing)藏高(gao)(gao)原(yuan)(yuan)气(qi)候(hou)(hou)和冰川的(de)监测研究一直(zhi)是(shi)(shi)中国科(ke)学家的(de)研究重(zhong)点,也(ye)吸引着(zhe)全(quan)球的(de)关注(zhu)。近年来,青(qing)藏高(gao)(gao)原(yuan)(yuan)的(de)黑碳(tan)(tan)气(qi)溶(rong)胶影(ying)响已成为(wei)新的(de)研究热(re)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(rong)胶是大气气溶(rong)胶的(de)(de)重要组成部分,主(zhu)要由化石原料(煤、石油)和(he)生物质(zhi)燃料(秸秆焚烧、森林火(huo)灾)等富含碳的(de)(de)物质(zhi)不(bu)完(wan)全(quan)燃烧产生。
黑(hei)碳(tan)气(qi)溶胶(jiao)对(dui)气(qi)候的(de)影(ying)(ying)响(xiang)体现在多方面(mian):首先,黑(hei)碳(tan)气(qi)溶胶(jiao)具有(you)吸光(guang)性,可(ke)强烈吸收(shou)太阳短波辐射(she)(she)(she),同时释放红外(wai)辐射(she)(she)(she),加(jia)热周边大气(qi),因而(er)具有(you)显(xian)著(zhu)的(de)温室(shi)效应作用;其(qi)次,黑(hei)碳(tan)对(dui)太阳辐射(she)(she)(she)的(de)吸收(shou)也可(ke)进(jin)一步降(jiang)低云(yun)的(de)相对(dui)湿度、加(jia)速云(yun)滴蒸(zheng)发、降(jiang)低云(yun)的(de)反照率(lv),从(cong)而(er)影(ying)(ying)响(xiang)气(qi)候变化(hua);第三(san),黑(hei)碳(tan)气(qi)溶胶(jiao)经由(you)大气(qi)进(jin)行长距离传输,并(bing)通(tong)过(guo)降(jiang)雨(yu)、降(jiang)雪等方式(shi)沉降(jiang)至地表,沉降(jiang)到冰冻圈表面(mian)的(de)黑(hei)碳(tan)可(ke)显(xian)著(zhu)降(jiang)低冰雪反照率(lv),从(cong)而(er)导致雪冰加(jia)速消融,进(jin)而(er)影(ying)(ying)响(xiang)气(qi)候。
黑碳在气候系统中的循环作用

除了丈量珠(zhu)(zhu)峰新高度(du)(du)外(wai),考(kao)察(cha)珠(zhu)(zhu)峰地区(qu)(qu)生态环境变化也是人类(lei)科学认识(shi)珠(zhu)(zhu)峰的任务之一(yi),自1959年以来,我国先后对(dui)珠(zhu)(zhu)峰地区(qu)(qu)进行了六(liu)次较为系统的考(kao)察(cha)研(yan)究(jiu)。其中的第六(liu)次是在2018-2019年,第二次青(qing)藏科考(kao)队(dui)组织(zhi)了珠(zhu)(zhu)峰地区(qu)(qu)综合(he)科学考(kao)察(cha)。由于南支西风(feng)和季风(feng)是将南亚黑(hei)碳(tan)气(qi)溶胶传入青(qing)藏高原的重(zhong)要途(tu)径,队(dui)伍在珠(zhu)(zhu)峰地区(qu)(qu)开展了大气(qi)黑(hei)碳(tan)含量垂(chui)直分布观(guan)测(ce)。除此之外(wai),此次科考(kao)同(tong)(tong)时在不同(tong)(tong)海(hai)拔架设温(wen)度(du)(du)计,气(qi)象(xiang)站(zhan),黑(hei)碳(tan)仪,水汽稳定(ding)同(tong)(tong)位素分析仪,进行大气(qi)环境海(hai)拔梯(ti)度(du)(du)观(guan)测(ce),并利(li)用探地雷达对(dui)珠(zhu)(zhu)峰冰川进行测(ce)厚。
本次(ci)考(kao)察行动(dong)中值得关注的(de)是,科考(kao)队首次(ci)使(shi)用(yong)系留气艇观测水(shui)汽(qi)稳定同位素和黑碳(tan)浓度(du),研究珠峰地区水(shui)汽(qi)稳定同位素和黑碳(tan)含量的(de)垂直变化,从而揭示西风-季风影响下,水(shui)汽(qi)和南亚(ya)污染(ran)物如(ru)何传输到青藏(zang)高原。

科学家在珠峰(feng)地(di)区使用系留气艇进(jin)行观测,引自《让(rang)我们(men)一起看(kan)(kan)看(kan)(kan)珠峰(feng)新(xin)变化(公众号:第(di)三极大本营)》

随(sui)降(jiang)雪(xue)等过(guo)程沉降(jiang)到(dao)冰川的(de)(de)黑(hei)碳(tan)为多种化学(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)应提供了(le)合适的(de)(de)界面,但是(shi)因为化学(xue)(xue)(xue)(xue)性质稳(wen)定(ding),黑(hei)碳(tan)本身并不参与反(fan)应,其含量等可以(yi)保(bao)持数千年(nian)稳(wen)定(ding)。基于(yu)这一特点,科学(xue)(xue)(xue)(xue)家依据雪(xue)冰中(zhong)保(bao)存的(de)(de)黑(hei)碳(tan),可以(yi)分析(xi)推测气候(hou)与环境变(bian)化的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)信息。过(guo)去数十年(nian)来,中(zhong)国科学(xue)(xue)(xue)(xue)院西北生(sheng)态环境资(zi)源研究院的(de)(de)康世昌副院长团队对(dui)青藏(zang)高原不同区域的(de)(de)冰川进行了(le)考察,采集了(le)表(biao)层(ceng)雪(xue)冰以(yi)及冰芯样品,为认识该地区的(de)(de)黑(hei)碳(tan)气溶胶(jiao)现状积(ji)累了(le)重(zhong)(zhong)要(yao)资(zi)料。
中(zhong)科院珠穆(mu)朗玛(ma)大气与环境综合观测研究(jiu)站上布(bu)设的大气环境观测仪器,引自《让我们一起看看珠峰(feng)新变化(hua)(公众号(hao):第三极大本(ben)营)》

进(jin)入工(gong)业(ye)时(shi)代(dai)以来(lai),大(da)量(liang)(liang)(liang)化(hua)石(shi)燃料的(de)使(shi)用产生了(le)大(da)量(liang)(liang)(liang)黑碳气溶胶,它们进(jin)入大(da)气后,最(zui)终通过降雨和降雪(xue)等过程(cheng)进(jin)入雪(xue)冰中(zhong)并保(bao)存(cun)下(xia)来(lai)。因此,冰芯中(zhong)的(de)黑碳含量(liang)(liang)(liang)变(bian)化(hua)很大(da)程(cheng)度上反映了(le)人类活动(dong)强度的(de)变(bian)化(hua)。通过对青藏(zang)高(gao)原大(da)范围冰芯的(de)提取(qu)和分析,可以进(jin)一步认识(shi)过去数百年来(lai)青藏(zang)高(gao)原雪(xue)冰中(zhong)黑碳含量(liang)(liang)(liang)的(de)时(shi)空变(bian)化(hua)特征(zheng)。
OT21光学吸收黑碳仪的应用案例

采集的(de)(de)珠(zhu)峰(feng)(feng)冰(bing)芯记(ji)录显示,珠(zhu)峰(feng)(feng)地(di)区大气(qi)中(zhong)人类来源的(de)(de)重金属和持久性(xing)有机污染(ran)物等(deng)自工(gong)业革(ge)命(ming)以来呈增(zeng)加趋(qu)势(shi),过(guo)去(qu)60年更是显著(zhu)增(zeng)加,源自人类活动释(shi)放的(de)(de)黑(hei)碳在(zai)1970年以来显著(zhu)增(zeng)加近2倍!这与南亚地(di)区增(zeng)强的(de)(de)工(gong)农业活动密不可分。黑(hei)碳是不完全燃烧产生的(de)(de)吸(xi)光性(xing)物质,进(jin)入大气(qi)后会吸(xi)收太阳辐射加热大气(qi),沉降到冰(bing)川(chuan)表面,会降低反照率而吸(xi)收热量,是一种促进(jin)冰(bing)川(chuan)消融(rong)的(de)(de)加速(su)剂,导致珠(zhu)峰(feng)(feng)地(di)区冰(bing)川(chuan)进(jin)一步加速(su)消融(rong)。
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(ceng)发表文(wen)章表明(ming),沉降到(dao)(dao)雪冰中的黑碳(tan)的气(qi)(qi)候(hou)效应目前(qian)也(ye)存在很大不确(que)定性,亟(ji)需将大气(qi)(qi)圈(quan)与(yu)(yu)冰雪圈(quan)列入到(dao)(dao)大气(qi)(qi)辐射平(ping)衡(heng)计(ji)算中,从而更好地揭示黑碳(tan)在雪冰中的一系(xi)列气(qi)(qi)候(hou)与(yu)(yu)环境效应。准确(que)模拟(ni)与(yu)(yu)预测黑碳(tan)气(qi)(qi)溶(rong)胶对(dui)(dui)冰川(chuan)消融过(guo)程的影响(xiang)(xiang),对(dui)(dui)提升冰川(chuan)对(dui)(dui)气(qi)(qi)候(hou)变化的响(xiang)(xiang)应以及水(shui)资源(yuan)效应的认知(zhi)水(shui)平(ping)具有重要的现实和科学意义。
附着大量黑碳污染物的冰川表面正在消融,引自文章(zhang)《翻(fan)越(yue)世界屋脊(ji)——黑碳气(qi)溶(rong)胶对气(qi)候的影响(康(kang)世昌,张玉(yu)兰)》

北京澳门星河真人(ren) 环保仪器有限公(gong)司(si)(以下(xia)简称,澳门星河真人(ren) )一直(zhi)致(zhi)力(li)于环境(jing)空气(qi)(qi)碳(tan)气(qi)(qi)溶(rong)胶(jiao)监测(ce)领域,系统提(ti)供专业的(de)(de)(de)解决方案和(he)(he)先进的(de)(de)(de)分析(xi)(xi)仪器,采用热(re)光(guang)反射法(fa)(fa)、光(guang)学吸(xi)收法(fa)(fa)、热(re)氧化-光(guang)吸(xi)收法(fa)(fa)和(he)(he)智能扫描(miao)电镜分析(xi)(xi)法(fa)(fa)等多种技术方法(fa)(fa),科学组合气(qi)(qi)溶(rong)胶(jiao)采集、实验室离线分析(xi)(xi)、现场分析(xi)(xi)等监测(ce)分析(xi)(xi)方式,实现碳(tan)气(qi)(qi)溶(rong)胶(jiao)来(lai)源解析(xi)(xi)、走航观测(ce)、垂直(zhi)监测(ce)、生(sheng)物质(包括农作(zuo)物)燃(ran)烧、冰雪表(biao)面及冰芯中碳(tan)气(qi)(qi)溶(rong)胶(jiao)分析(xi)(xi)等各(ge)类(lei)研(yan)究应(ying)用,为广大相关科研(yan)工作(zuo)者(zhe)提(ti)供坚实的(de)(de)(de)支持和(he)(he)便利的(de)(de)(de)服务(wu)。


文章中内容节选自
  • 期刊《大自然》2016年第1期,《翻越世界屋脊——黑(hei)碳气(qi)(qi)溶胶对气(qi)(qi)候(hou)的影响(xiang)(康世昌,张玉兰)》
  • 公众号“第三极大本营”原创文章,《让我(wo)们一起看看珠峰新(xin)变化(hua)(康世昌,姚檀(tan)栋等)》