Den fulla omfattningen av inverkan av rök från säsongsbetonade bränder i Centralafrika – och i synnerhet, den potentiella klimatuppvärmningen från absorptionen av den svarta kolkomponenten i aerosolen – underskattas av vissa klimatmodeller över sydöstra Atlanten, har ny forskning visat.

Underskattningarna inkluderar några av klimatmodellerna CMIP6 som används för att informera besluten om att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5C i Parisavtalet 2018.

En banbrytande ny studie, ledd av Dr Marc Mallet från MeteoFrance i Toulouse, genom att använda satellit- och markbaserad fjärranalys som backas upp av flygplansmätningar har man identifierat brister i klimatmodellering när det gäller att fånga den verkliga klimateffekten av biomassabrännande aerosoler som transporteras över sydöstra Atlanten.

Professor Jim Haywood från University of Exeter ledde Storbritanniens engagemang i den fältstödjande mätkampanjen och var en nyckelpartner i modellstudien ledd av Dr Mallet.

Studien publiceras i den ledande tidskriften Vetenskapens framsteg på fredag, 8 oktober 2021.

Svarta kolaerosoler är mikroskopiska partiklar suspenderade i atmosfären. De genereras av konstgjorda och naturliga bränder och absorberar en betydande mängd solljus.

Svart kols förmåga att absorbera solljus betyder att det kan spela en avgörande roll för att värma upp atmosfären, och spelar en betydande roll i effekterna av klimatförändringar på regional och kontinental skala.

Forskargruppen, inklusive forskare från CNRM, University of Lille och UK Met Office jämförde hur CMIP6-modellerna representerade flera avgörande variabler – inklusive rökaerosoler, lågnivå stratocumulusmoln och solabsorption – med hjälp av innovativa och nya rymdbaserade fjärranalysobservationer, backas upp av flygplansobservationer.

Den visade att biomassabrännande aerosoler leder till en ökning av absorberat solljus över sydöstra Atlanten, något som sannolikt skulle värma upp klimatsystemet som helhet, medan många modeller föreslog motsatsen – en felaktig kyleffekt.

Forskningen representerar kulmen på flera års internationella ansträngningar för att undersöka rökaerosoler över sydöstra Atlanten från säsongsbetonade bränder över Afrika med satellit, ytbaserad, och provtagning på plats.

Dessa ansträngningar inkluderade drift av Storbritanniens tungt utrustade FAAM-forskningsflygplan i augusti och september 2017, när flygplanet var baserat på Ascension Island mitt i Atlanten, och de USA-ledda ORACLES- och LASIC-programmen och det franskledda AEROCLO-Sa-projektet.

Professor Jim Haywood, som ledde avdelningen till Ascension Island och är professor i atmosfärisk vetenskap vid University of Exeter och en forskare vid Met Office Hadley Center sa, "Resultaten från studien är ganska avgörande. Trots årtionden av forskning, aerosolers klimatpåverkan är fortfarande otillräckligt modellerad av våra klimatmodeller, vilket leder till betydande osäkerheter i framtida klimatprognoser”.

Dr Ben Johnson, från Hadley Center tillade:"Uppvärmningen från svart kolaerosol har också unika effekter på moln och regionala nederbördsmönster, vilket gör det till en viktig process att förstå och fånga i klimatsimuleringar. Met Office och University of Exeter arbetar nära med dessa frågor tillsammans med andra akademiska partners i Storbritannien och det bredare internationella samfundet, för att bättre förstå aerosolers roll i tidigare och framtida klimatförändringar."