黑碳，是含碳物質（主要是石油、煤、木炭、樹木、柴草、塑膠垃圾、動物糞便等）不完全燃燒發生熱解的產物。
基本介紹
- 中文名：黑碳
- 英文名：Black carbon
- 熔點：400-850°C
- 水溶性：斥水性
- 危險性描述：吸入有害
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黑碳介紹
粒度僅0.01~0.05微米。在掃描電鏡下觀察，黑碳呈現出亞微米級的顆粒物聚合體（團狀或者鏈狀）。黑碳表現為斥水性、低比電阻物質。是PM2.5中數量最多、危害最大的污染物。
黑碳排放
根據2004年發布的一份排放清單資料，按地理區域劃分，中國的黑碳排放貢獻量最大，約占全球總排放的1/5；而按燃料種類，生物質燃燒的排放量最大，占全部燃燒的60%。
黑碳氣溶膠
黑碳是一種吸光性物質，可強烈吸收太陽短波輻射，同時釋放紅外輻射、加熱周邊大氣。它在大氣中留存時間為數日至幾周，因而可產生區域增溫效應。國際上已有多個研究對黑碳的大氣輻射強迫給出了不同的結果，同時不確定性也很大，範圍大至在0.4 W/m^2到1.2 W/m^2之間。
降到冰雪表面
黑碳如果沉降到冰雪表面，可降低表面反照率，從而對冰雪消融有正反饋作用。從黑碳的影響角度，目前北極海冰和高亞洲冰川的國際主要關注的熱點區域。
對北極海凍的影響
有人認為北極大氣中和沉降下來的黑碳加速了海凍的消融。實際根據觀測數據，北極大氣中的黑碳濃度二十年來（自1989年）處於下降態勢（據加拿大環境部）；而2005年後雪冰中的黑碳濃度與1980年代相比也沒有明顯變化。因此，沒有證據表明黑碳加速了北極海凍的消融。
對高亞洲冰川的影響
高亞洲冰川海拔大多在3000米以上、對流層中部或者上部，高於邊界層；而且周邊直接人類活動少，空氣清潔；大氣黑碳的區域增溫效應大多在3000米以下，因此不太考慮大氣黑碳的區域增溫對高亞洲冰川的影響，只考慮沉降冰川表面的黑碳的效應。現有研究顯示，高亞洲冰川黑碳濃度與全球其他高山和北極地區相當，比平原地區低一個數量級，當前濃度水平的黑碳對冰川表面輻射能量平衡的影響可能在5%以內。 喜馬拉雅山冰川的狀況格外引人矚目，自1950s以來的退縮被認為與溫室氣體和南亞棕色雲中的黑碳的共同增溫作用有關。在喜馬拉雅山鑽取的多支冰芯記錄的黑碳顯示，喜馬拉雅山中段冰川黑碳記錄過去40年間沒有明顯趨勢，而東段增長趨勢明顯。根據目前觀測數據，黑碳對珠穆朗瑪峰北坡東絨布冰川輻射平衡的影響不到2%。另外，衛星數據顯示，喜馬拉雅山中段冰川的上部自2000年以來有變暗（反照率降低）現象，意味著消融加速；很少量的觀測顯示，似乎黑碳在春季消融季節對這一現象貢獻顯著。
國際社會關注
由於黑碳的增溫效率高於二氧化碳等溫室氣體，而且排放量很大，加上大氣存留時間較溫室氣體短，減排可能會收到立竿見影的效果。已開發國家正在呼籲開發中國家改良能源結構，加大綠色和可再生能源在國民能源消費中的比例。
環境嚴重影響
美國一個聯合研究團隊認為，黑碳或菸灰對氣候變暖具有較強的影響，其致暖效應大約是頭號溫室氣體二氧化碳的三分之二，躍居甲烷之前，超出先前估計的兩倍。該研究成果發表在《地球物理學研究學報》上。
黑碳是一種吸光性物質，可強烈吸收太陽短波輻射，同時釋放紅外輻射，加熱周邊大氣。它在大氣中留存時間為數日至幾周，因而可產生區域增溫效應。該研究認為，黑碳或菸灰對氣候變暖的直接影響可能是先前估計的兩倍。根據它可能對氣候產生影響的所有途徑，黑碳的致暖效應被認為約為每平方米1.1瓦，大約是二氧化碳的三分之二。顯然，以前大大低估了黑碳排放對於導致全球變暖和影響氣候變化的作用。
該論文的主要作者、美國國家海洋和大氣管理局大衛·費伊說：“這項研究刷新了以前的其他研究，證明黑碳對氣候變暖具有較強的影響，排在甲烷之前。”
這項研究由國際全球大氣化學項目牽頭，為期4年，很可能會引導研究工作、建立氣候模型，為今後幾年制訂相關政策提供依據。自上次聯合國政府間氣候變化專家委員會發布評估報告以來，科學家們花費了數年時間進行完善。新的評估指出，在某些地區的排放量可能比原先估計的要高，這與其他研究暗示一些地區的黑碳排放量明顯被低估是一致的。
但該國際研究小組謹慎地指出，黑碳對氣候變化的作用是複雜的。研究聯合作者之一、華盛頓大學雪地測量專家薩拉·多爾蒂說：“黑碳對氣候有許多直接或間接的影響，所有這些影響必須結合在一起考慮。”黑色顆粒吸收來自太陽的輻射，然後將熱量散發出去；能促進雲的形成，帶來冷卻或加熱的影響；黑碳落在雪和凍的表面，促使氣溫升高，加速融化。此外，許多產生黑碳的來源可以排放出其他顆粒來抵消黑碳影響，達到冷卻的效果。
該研究團隊量化了黑碳所有的複雜性和不同來源共同排放污染物的影響，同時考慮到測量和計算的不確定性。研究表明，有可能通過減少黑碳排放來更有力地遏制氣候變暖。由於黑碳的增溫效率高於二氧化碳等溫室氣體，而且排放量很大，加上大氣存留時間較其他溫室氣體短，減排可能會收到立竿見影的效果。根據分析，應主要削減柴油發動機的黑碳排放，其次是小型家庭火爐中燃燒的某類型木材和煤炭。
此外，該報告發現，黑碳是導致北半球中高緯度地區如美國北部、加拿大、歐洲北部和亞洲北部迅速升溫的一個重要原因，它的影響還可延伸至更遠的南方，包括亞洲季風導致降雨模式的變化。這表明，抑制黑碳排放有望顯著減少區域氣候變化，同時也有益人體健康。
相關概念
褐碳，綠碳，藍碳
參考
《BLUE CARBON》（藍碳報告）
報告由聯合國環境署、糧農組織和教科文組織政府間海洋學委會共同合作，並特別邀請了西班牙地中海高級研究所的Carlos M. Duarte博士參與編寫。
