Τα ατμοσφαιρικά δεδομένα από το κλείδωμα της Ινδίας 2020 αποκαλύπτουν πώς ο μαύρος άνθρακας επηρεάζει το κλίμα
Περίληψη:
Η πανδημία Covid-19 και τα επακόλουθα μέτρα κλειδώματος έδωσαν μια μοναδική ευκαιρία να μελετήσουν τον αντίκτυπο των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο περιβάλλον. Η μελέτη αυτή επικεντρώνεται στο κλείδωμα του 2020 στην Ινδία, γεγονός που οδήγησε σε σημαντικές μειώσεις της οικονομικής δραστηριότητας και των μεταφορών, προσφέροντας μια σπάνια ευκαιρία να απομονώσουν και να αναλύσουν τις επιπτώσεις του μαύρου άνθρακα (BC) στο κλιματικό σύστημα. Χρησιμοποιώντας δορυφορικές παρατηρήσεις και μετρήσεις εδάφους, διερευνάμε τον τρόπο με τον οποίο οι συγκεντρώσεις BC και οι ακτινοβολίες τους άλλαξαν κατά τη διάρκεια της περιόδου κλειδώματος και τις επιπτώσεις τους στο περιφερειακό και παγκόσμιο κλίμα. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία του BC στην επίδραση της ατμοσφαιρικής θέρμανσης, των ιδιοτήτων του σύννεφων και του συνολικού ενεργειακού ισοζυγίου της γης, παρέχοντας πολύτιμες γνώσεις για την ανάπτυξη στοχοθετημένων στρατηγικών μετριασμού για την αντιμετώπιση των κλιματικών επιπτώσεων της BC.
Εισαγωγή:
Ο μαύρος άνθρακας (BC), ένα κύριο συστατικό των σωματιδίων, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην υποβάθμιση του κλιματισμού και στην υποβάθμιση της ποιότητας του αέρα. Εκπομπή κυρίως από διαδικασίες καύσης, όπως κινητήρες ντίζελ, βιομηχανικές δραστηριότητες και καύση βιομάζας, το BC απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, οδηγώντας σε ατμοσφαιρική θέρμανση και αλλαγές στις ιδιότητες του cloud. Ωστόσο, η ποσοτικοποίηση των ακριβών αποτελεσμάτων της BC στο κλίμα παραμένει προκλητική λόγω των σύνθετων αλληλεπιδράσεών της με άλλα ατμοσφαιρικά συστατικά.
Μεθοδολογία:
Αναλύουμε ένα ολοκληρωμένο σύνολο δεδομένων δορυφορικών παρατηρήσεων από φασματοφίμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) και μετρήσεις εδάφους από τοποθεσίες ρομποτικού δικτύου Aeroosol (Aeronet) σε ολόκληρη την Ινδία. Η περίοδος μελέτης καλύπτει το προ-κλείδωμα (Ιανουάριος-Μάρτιος 2020), το Lockdown (Απρίλιος-Μάιος 2020) και μετά το κλειδί (Ιούνιος-Αύγουστος 2020). Διάφορες παράμετροι που σχετίζονται με την BC, συμπεριλαμβανομένου του οπτικού βάθους αεροζόλ, της συγκέντρωσης μάζας BC και της μονής σκέδασης albedo, ανακτώνται και συγκρίνονται μεταξύ διαφορετικών φάσεων για να ποσοτικοποιηθούν οι αλλαγές BC κατά τη διάρκεια της κλειδαριάς.
Αποτελέσματα:
Κατά τη διάρκεια της περιόδου κλειδώματος, παρατηρήθηκαν σημαντικές μειώσεις των συγκεντρώσεων BC και του οπτικού βάθους αεροζόλ σε μεγάλα αστικά κέντρα και βιομηχανικές περιοχές της Ινδίας. Η μείωση των εκπομπών BC οδήγησε σε αυξημένη επιφανειακή ηλιακή ακτινοβολία, υποδεικνύοντας μειωμένη ατμοσφαιρική απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Το μοναδικό albedo, ένα μέτρο της ικανότητας του BC να διασκορπίζει το φως του ήλιου, αυξήθηκε, υποδηλώνοντας μείωση των απορροφητικών ιδιοτήτων της BC και πιθανή επίδραση ψύξης.
Επιπλέον, βρέθηκαν μεταβολές στις συγκεντρώσεις BC που επηρεάζουν τις ιδιότητες του cloud. Οι μειωμένες συγκεντρώσεις BC κατά τη διάρκεια της κλειδαριάς οδήγησαν σε μειωμένη αποτελεσματική ακτίνα του σταγονιδίου σύννεφων και αυξημένο κλάσμα σύννεφων, υποδεικνύοντας μια μετατόπιση προς πιο αντανακλαστικά σύννεφα. Αυτή η αλλαγή στις ιδιότητες του cloud μπορεί να έχει συμβάλει σε μια συνολική επίδραση ψύξης στο κλιματικό σύστημα.
Συζήτηση και συμπέρασμα:
Οι μεταβολές που προκαλούνται από το κλείδωμα στις συγκεντρώσεις BC και οι ακτινοβολίες τους παρέχουν πολύτιμες γνώσεις στις κλιματικές επιπτώσεις της BC. Η παρατηρούμενη μείωση των εκπομπών BC οδήγησε σε αυξημένη επιφανειακή ηλιακή ακτινοβολία, αλλαγές στις ιδιότητες του cloud και πιθανό αποτέλεσμα ψύξης. Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημαντική επίδραση της BC στο ενεργειακό ισοζύγιο και το κλιματικό σύστημα.
Τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν τον επείγοντα χαρακτήρα της αντιμετώπισης των εκπομπών BC για να μετριάσουν τις δυσμενείς επιπτώσεις τους στο κλίμα. Δεδομένου ότι η σύντομη ατμοσφαιρική διάρκεια ζωής της BC, οι στοχοθετημένες πολιτικές και οι κανονισμοί για τη μείωση των εκπομπών BC, ιδιαίτερα από τα οχήματα ντίζελ, τις βιομηχανικές πηγές και την καύση της βιομάζας, μπορούν να αποδώσουν σημαντικά οφέλη όσον αφορά τον μετριασμό του κλίματος και τη βελτίωση της ποιότητας του αέρα.
Απαιτούνται περαιτέρω έρευνες για να διερευνηθεί οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις των μειώσεων του BC, των αλληλεπιδράσεών της με άλλους ρύπους και των πιθανών επιπτώσεων στα περιφερειακά και παγκόσμια κλιματικά πρότυπα. Με την κατανόηση του ρόλου της BC στο κλιματικό σύστημα της Γης, μπορούμε να αναπτύξουμε αποτελεσματικές στρατηγικές για να μετριάσουμε τις αρνητικές επιπτώσεις της και να εργαστούμε προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον.
