黑碳的研究历史与现状

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1、海洋地质与第四纪地质，年月２０１１２　　　　　Ｖｏｌ．３１　　　　　　　　　　　　　Ｎｏ．１第卷第期３１１　　　　　　　ＭＡＲＩＮＥ　ＧＥＯＬＯＧＹ　＆ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＧＥＯＬＯＧＹ　Ｆｅｂ．２０１１，ＤＯＩ１０．３７２４ＳＰ．Ｊ．１１４０．２０１１．０１１４３：／黑碳的研究历史与现状穆燕，秦小光，刘嘉麒，殷志强１１１２中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室，北京中国地质环境监测院，北京（；）１１０００２９　２１０００８１摘要：黑碳是目前在全球变化研究中备受关注的焦点问题之一。介绍了国内外黑碳气溶胶和沉积物黑碳的研究现状，在黑碳气溶胶方面，重点归纳了其在气候效应方

2、面的作用：黑碳气溶胶吸收太阳辐射，在大气顶产生正辐射强迫，在地表产生负辐射强迫，被认为是导致温室效应仅次于二氧化碳的第二大成分；在沉积物黑碳方面，概括了不同研究者利用提取的黑碳浓度记录，推算化石燃料的使用历史，重建古火灾时间序列，在冰期间冰期尺度上估计气候冷暖干湿变化和黑碳浓度的关系；在黑碳浓度测量方面，概括了目前黑碳研究中几种常用的测量方法：光学方法是用黑碳测量仪进行实时监测，化学氧化、热氧化和热光反射等方法是在化学预处理的基础上获取黑碳浓度估计值。关键词：黑碳；辐射强迫；温室气体；古火灾；质量沉积速率中图分类号文献标识码文章编号：：：（）Ｐ５３９．７　　　Ａ　　　０２５６－１４９２０

3、１－０１４３－１３２０１１世纪年代，著名的伦敦烟雾事件的发生产生正的辐射强迫，引起净的加热效应，对区域和全 　　２０５０逐渐引起了各国相关专家对黑碳气溶胶气候与环境球气候有着重要的影响，同时是一种可吸入的大气效应的注意。国际上对黑碳气溶胶的研究起步比较污染物，它的存在严重危害了周围环境和人类健早，在监测和模式研究方面积累了大量研究成果，并康，因此，成为当前国际社会气候变化和环境研［１２－１３］有新的发现。与国际上已有的研究工作相比，我国究领域关注的热点，也成为众多领域感兴趣的物质。在黑碳气溶胶研究领域相对还比较薄弱。我国科学黑碳颗粒具有高度的惰性，普遍存在于海洋湖家们从世纪年代开始进行北

4、京冬季取暖期燃泊沉积物、土壤及冰心中，是记录大规模火灾历史的２０８０煤排放的黑碳气溶胶的测量研究，近十几年，研究重要指标。例如，海洋沉积物的黑碳记录显示，间冰［１］得到了广泛重视和长足发展，如大尺度的黑碳气溶期的黑碳浓度较冰期偏低，原因可能是冰期气候干胶、海洋沉积物、湖泊沉积物和冰心中黑碳的浓度测冷，火灾的发生频次较高。而冰心中的黑碳［６，１４－１５］量研究；温度、降水等气候效应方面的模拟研［２－３］浓度记录很大程度上反映了人类活动，特别是自工究；海洋沉积物中黑碳参与碳循环的研究；环境业革命以来，冰心中的黑碳浓度较工业革命以前有［４］［５］质量和人体健康等多方位的研究明显升高［６－７］［

5、１６－１８］。。黑碳是由富含碳物质不完全燃烧后的产物，是 另外，黑碳在大气、土壤及海洋中循环，对海洋大气气溶胶的重要组成部分，代表了一个从部循环和土壤碳储存都有重要影响，被认为可能构成［１，８］分焦化物质到石墨和煤烟颗粒的连续统一体，在生 了地球碳平衡中那些“遗失的碳”中相当大的一部物、地球化学和环境过程中具有重要意义。工业［９］分 ［１９－２１］。革命以来，生产的发展，人口的增加促使化石燃料等含碳物质的大量使用，造成黑碳气溶胶的排放量持１　黑碳气溶胶的排放历史续增加。就全球来说，大约有的黑碳来 ５４％～５７％自于化石燃料的燃烧，其他的大部分来自于生物质 黑碳气溶胶的来源主要有两种：自然

6、源和人为的燃烧。黑碳气溶胶在从可见光到红外波长范［１０］ ［２２］源。自然源排放如火山爆发、森林大火等具有区围内对太阳辐射都有强烈的吸收效应，在大气顶［１１］域性和偶然性，而人为源排放如化石燃料和生物质燃烧却是长期和持续的。工业革命所带来的是［１，２３］基金项目：国家自然科学基金项目）；中国西方资本主义经济的快速发展，也促使美国和西欧（，４０４７２０９４４０７７２２１２科学院知识创新工程（）ＫＺＣＸ２－ＹＷ－Ｑ１－０３作者简介：穆燕—），女，博士，主要从事第四纪全球变化方（１９８３资本主义工业化国家成为世界上最大的黑碳排放源世纪末期黑碳排放快速增长世纪上半［２４］向的研究：，１８１９，：

7、Ｅ－ｍａｉｌｍｕｙａｎ＠ｍａｉｌ．ｉｇｇｃａｓ．ａｃ．ｃｎ收稿时间；改回日期张光威编辑：：２０１０－０８－３０２０１０－０９－２２．　１９５０时发展较为平稳。约年以来，发达国家通过改第期穆燕，等：黑碳的研究历史与现状　　　１４５１表面对太阳辐射的反射能力，是影响辐射强迫的重利用气候循环模型（，ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｍｏｄｅｌｓＧＣ－要因素。张华等［３６］的敏感性试验表明：对流层［３７－３８］）所得的强迫值在－２之间