环境科学与工程学院大气环境与健康团队张运江在Nature Geoscience期刊发表题为“Urban black-carbon radiative heating intensified by biogenic-anthropogenic interactions”的论文。黑碳因对太阳辐射具有强吸收能力,是影响空气质量与气候变化的重要短寿命气候强迫因子。然而,在真实大气环境中,自然源排放与城市高强度人为排放如何协同调控黑碳混合态演化及其辐射效应,仍缺乏系统认识。
本研究综合外场观测、卫星遥感反演与区域大气化学模式模拟,系统刻画了植被富集区域释放的自然源挥发性有机物在大气中的氧化转化、跨区域输送及其与城市人为排放耦合的化学演变过程。研究发现,植物源与人为源共同作用显著增强了区域大气氧化性,促进二次有机气溶胶的大量生成,为城市气溶胶体系提供了重要的有机物来源。进一步分析表明,这种自然–人为源耦合驱动的区域光化学过程,可加速高度氧化二次有机气溶胶在黑碳颗粒表面的包覆,显著提高含黑碳颗粒中有机包覆物的比例,并增强其辐射吸收能力。黑碳辐射加热效应对包覆层氧化态的响应在该协同作用下表现得更加清晰。
该研究揭示了区域自然源排放与城市人为排放相互作用在调控黑碳包覆化学及其辐射加热效应中的关键作用,为理解气溶胶混合态演化及其气候环境效应提供了新的科学依据。
图1 植物源与人为源相互作用促进黑碳二次有机包覆形成的机制示意
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https://www.nature.com/articles/s41561-026-01922-5