Japanska och amerikanska forskare utvecklade en avancerad modell för att bedöma förmågan hos svarta kolpartiklar att absorbera solljus och bidra till den globala uppvärmningen. Modellen uppnådde högre känslighet än vad som erhölls av tidigare modeller eftersom den tog hänsyn till både partikelstorlek och de komplexa blandningstillstånden av svart kol i luft. Denna avancerade modell kommer att hjälpa till vid bedömningen av effektiviteten av att ta bort svart kol från atmosfären för att undertrycka klimatförändringarna.

Svart kol hänvisar till små kolpartiklar som bildas vid ofullständig förbränning av kolbaserade bränslen. Svarta kolpartiklar absorberar solljus, så de anses bidra till den globala uppvärmningen. Dock, Svart kols bidrag till uppvärmningen av jordens atmosfär är för närvarande osäkert. Modeller som exakt kan bedöma uppvärmningseffekten av svart kol på vår atmosfär behövs så att vi kan förstå bidraget från dessa små kolpartiklar till klimatförändringarna. Blandningstillståndet för svarta kolpartiklar och deras partikelstorlek påverkar starkt deras förmåga att absorbera solljus, men nuvarande modeller har stora osäkerheter förknippade med både partikelstorlek och blandningstillstånd.

Forskare från Nagoya och Cornell University har kombinerat sin expertis för att utveckla en modell som kan förutsäga den direkta strålningseffekten av svart kol med hög noggrannhet. Teamet uppnådde en sådan modell genom att överväga olika partikelstorlekar och blandningstillstånd av svarta kolpartiklar i luft.

"De flesta aerosolmodeller använder ett eller två svart kolblandningslägen, som inte är tillräckliga för att exakt beskriva mångfalden av blandningstillståndet av svart kol i luft, "säger Hitoshi Matsui." Vår modell anser att svarta kolpartiklar har flera blandningstillstånd i luft. Som ett resultat, vi kan modellera svarta kolpartiklars förmåga att värma luft mer exakt än i tidigare uppskattningar."

Forskarna fann att den direkta strålningseffekten av svart kol som förutspåddes av deras modell var mycket känslig för partikelstorleksfördelningen endast när de komplexa blandningstillstånden för svart kol beskrevs på lämpligt sätt.

Hög känslighet erhölls av den utvecklade modellen eftersom den beräknade faktorer som livslängden för svart kol i atmosfären, svart kols förmåga att absorbera solljus, och effekten av material som täcker de svarta kolpartiklarna på deras förmåga att absorbera solljus realistiskt. Alla dessa faktorer påverkas av partikelstorleken och blandningstillståndet för svart kol.

Resultaten visar att det är mycket viktigt att korrekt beskriva partikelstorleken och blandningstillståndet för svart kol för att förstå svart kols bidrag till klimatförändringen.

Teamets resultat tyder på att växelverkan mellan svart kol och atmosfäriska och regnmönster sannolikt kommer att vara mer komplexa än tidigare ansett. Den utvecklade modellen förbättrar vår förmåga att uppskatta effektiviteten av att ta bort svart kol från atmosfären för att undertrycka framtida temperaturförändringar, som bör bidra till att styra forskningen om strategier för att mildra klimatförändringarna.