Forscher unter der Leitung von Prof. Zhang Weijun vom Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) haben herausgefunden, dass eine Abnahme der Einzelstreualbedo (SSA) um etwa 35 % bei 365–405 nm zu a führen würde 46 % Abnahme der Effizienz des direkten Strahlungsantriebs (DRF) an der Bodenalbedo. Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft der gesamten Umwelt.
Brauner Kohlenstoff (BrC) ist ein wichtiges lichtabsorbierendes kohlenstoffhaltiges Aerosol, das nahezu ultraviolette und sichtbare Strahlung sehr gut absorbiert. Seine Fähigkeit, Strahlung zu absorbieren, hängt von der Wellenlänge ab, die großen Einfluss auf den lokalen und globalen Strahlungshaushalt hat. BrC-Nebel entsteht, wenn BrC in die Luft abgegeben und anschließend wieder oxidiert wird. Die Verbrennung von Biomasse ist eine Hauptquelle für den Großteil des BrC in der Luft. Die spektralen Eigenschaften von BrC aus brennender Biomasse sind aufgrund der Einschränkungen der Messmethoden unsicher, was zu großen Unsicherheiten bei der Beurteilung des BrC-Strahlungsantriebs führt.
In dieser Studie verwendeten die Forscher ein von ihnen entwickeltes, breitbandiges, hohlraumverstärktes Albedometer mit vier Wellenlängen. Das Albedometer wurde bei vier unabhängigen Wellenlängen betrieben: 365, 405, 532 und 660 nm.
Mit dem Albedometer können der Extinktionskoeffizient, der Streukoeffizient, der Absorptionskoeffizient und die SSA von BrC gemessen werden, das bei der Holzpyrolyse emittiert wird. Diese online gewonnenen optischen Parameter können die Veränderungen des Aerosols während der Biomassepyrolyse effektiv widerspiegeln.
„Basierend auf der oben genannten Multiwellenlängen-In-situ-Messung haben wir die SSA-Spektrum-Retrieval-Methode entwickelt und damit die breiten spektralen Eigenschaften des primären BrC im Bereich von 300–700 nm erhalten“, sagte Zhou Jiacheng, der Erfinder das Albedometer
Das SSA-Spektrum kann zur Bewertung der DRF von primärem BrC verwendet werden. Die DRF-Effizienz über dem Boden verschiedener primärer BrC-Emissionen stieg von 5,3 % auf 68 %, verglichen mit der Annahme, dass kein organisches Aerosol absorbiert wird.
Diese Studie unterstreicht die Bedeutung der spektralen Eigenschaften von BrC bei der Bewertung des Strahlungsantriebs, was wichtige wissenschaftliche Implikationen für die genaue Bewertung der Klimaauswirkungen von Aerosolen hat.
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Qianqian Liu et al., Breitbandspektrumeigenschaften und Strahlungseffekte von primärem braunem Kohlenstoff aus der Holzpyrolyse, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163500