Чёрный углерод — сажистый побочный продукт неполного сгорания ископаемого топлива — стал одной из основных причин изменения климата и воздействия на здоровье человека. Исследователи Инженерной школы Маккелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовали различные модели для решения сложной задачи измерения концентраций чёрного углерода в «глобальном юге» и обнаружили, что оценки этих вредных выбросов были сильно занижены.
Юсюань Жэнь, докторант в лаборатории Рэндалла Мартина, выдающегося профессора Раймонда Р. Такера в Инженерной школе Маккелви, возглавил исследование, характеризующее чёрный углерод на основе измерений из сети Surface Particulate Matter Network (SPARTAN) — глобальной сети измерений, возглавляемой Инженерной школой Маккелви.
Жэнь сосредоточился на концентрациях чёрного углерода в воздухе в «глобальном юге» — группе развивающихся стран в Африке, Азии, Латинской Америке и Карибском бассейне. Исследователи обнаружили, что концентрации чёрного углерода в районах с низким и средним уровнем дохода по всему «глобальному югу» занижены примерно на 38%.
Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Команда провела моделирование с использованием данных из Системы данных о выбросах (CEDS), Базы данных о выбросах для глобальных атмосферных исследований и Целевой группы по переносу загрязнителей воздуха в полушариях. Используя модель GEOS-Chem с открытым исходным кодом для описания состава атмосферы, они смогли улучшить связь между глобальными выбросами и локализованными измерениями. Однако измерение чёрного углерода — не так просто, как кажется, потому что в разных частях этих регионов сжигаются разные материалы и виды топлива, которые способствуют образованию чёрного углерода, что затрудняет сравнение.
«В этом регионе существуют различные виды сжигания, такие как домашнее сжигание древесины и угля для приготовления пищи и отопления», — сказал Жэнь. «Разработчики кадастров выбросов суммируют общее количество использованного топлива из всех этих источников и оценивают общий выброс чёрного углерода в воздух. Сравнение различных исследований из разных регионов затруднено из-за оценки выбросов из этих диффузных и неэффективных источников, что может привести к определённой степени предвзятости. Мы считаем, что это основная причина занижения оценок чёрного углерода».
Наибольшие занижения пришлись на несколько регионов: Дакку, Бангладеш, где сжигание сельскохозяйственных отходов, пожнивных остатков, топливной древесины и коровьего навоза, а также плохо регулируемые кирпичные печи способствуют выбросам чёрного углерода; Аддис-Абебу, Эфиопия, где выбросы чёрного углерода происходят от тяжёлых транспортных средств на дизельном топливе и сжигания древесины в качестве топлива; Илорин, Нигерия, где плохо регулируется инфраструктура по добыче нефти и газа; Мехико; Абу-Даби, Объединённые Арабские Эмираты; Бужумбура, Бурунди, где есть зависимость от генераторов на дизельном топливе и керосине; и Канпур, Индия.
Жэнь отметила, что занижение оценок в этих местах имеет глобальное значение.
«Распространённое занижение оценок чёрного углерода в два–четыре раза в разных местах в Бангладеш, Эфиопии, Нигерии и Мексике позволяет предположить, что радиационный эффект и воздействие чёрного углерода на здоровье могут быть больше, чем предполагалось ранее, что подчёркивает сохраняющуюся важность усилий по снижению выбросов чёрного углерода с потенциальными преимуществами как для климата, так и для здоровья, которые требуют дальнейшего изучения», — сказала она.
Мартин подчеркнул силу сети SPARTAN.
«Эта работа использует долгосрочное развитие сети SPARTAN», — сказал Мартин. «Сильной стороной этого исследования является глобальная согласованность этой сети измерений, которая служит эталоном для глобальной оценки».
Результаты призывают к возобновлению внимания к характеристике вредного чёрного углерода в воздухе в странах с низким и средним уровнем дохода в этом регионе, говорят исследователи.
«Эти усилия исследуют потенциал беспроигрышных стратегий, направленных на улучшение здоровья человека и климата через единый загрязнитель, который влияет на оба этих аспекта, и это открывает захватывающие возможности», — сказал Мартин.
Предоставлено Вашингтонским университетом в Сент-Луисе.