Revestimiento de conductos de humos y tubos de escape diesel, el carbono negro deja una huella de hollín en la Tierra. Pero, ¿cómo rastrear su viaje a través de la atmósfera?

Los científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico desarrollaron una técnica de marcado computacional única para detectar la influencia de las fuentes de hollín locales y no locales en la calidad del aire regional de China. Utilizaron esta técnica para determinar cuánto contribuyó cada fuente de hollín, local o remota, al calentamiento atmosférico en China. Química y Física Atmosféricas publicó la investigación.

Cuando se quema leña o carbón, el hollín es uno de los subproductos. Aunque las partículas de hollín pueden ser finas y pulverulentas, pueden tener un gran efecto sobre el medio ambiente. Las fuentes de hollín locales y no locales tienen diferentes influencias en el forzamiento radiativo, que cambia el equilibrio energético de la Tierra, en su región de destino. En China, por ejemplo, La calidad del aire es mala debido al aumento de partículas atmosféricas diminutas debido al rápido crecimiento urbano y económico de los últimos años. Cuando más automóviles salen a la carretera o la gente usa más electrodomésticos (alimentados por electricidad generada por carbón), más de estas partículas se liberan a la atmósfera. Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cuánta influencia tienen estas partículas de una región en la calidad del aire de las áreas vecinas.

Es probable que la reducción del hollín en la atmósfera mejore los cambios de calentamiento atmosférico y la calidad del aire regional. Estudios anteriores encontraron que la calefacción doméstica y la industria son las que aportan más hollín en China. Sin embargo, Un programa eficaz para reducir los impactos del hollín en una región en particular requiere conocer la fuente del hollín, ya sea dentro de la región, o importado de otra zona.

Los investigadores de PNNL utilizaron el Modelo del Sistema de la Tierra Comunitaria para simular una representación de partículas de aerosol atmosférico y determinar la atribución de fuente de carbono negro, también conocido como hollín, y su forzamiento radiativo directo (que contribuye al calentamiento atmosférico) sobre China. Los investigadores equiparon el modelo con una técnica de etiquetado en fuente de carbono negro, a través del cual pueden rastrear las partículas de hollín emitidas desde varias regiones y / o sectores de origen. Los científicos también ingresaron nuevos conjuntos de datos para los años más recientes que estaban disponibles.

En regiones de China con fuertes emisiones de carbono negro, por ejemplo, el norte, Sur, y noreste:los investigadores encontraron que las fuentes locales contribuían predominantemente a las concentraciones de carbono negro cerca de la superficie. Los científicos también descubrieron que las fuentes no locales influían más fuertemente en el carbono negro que en el centro y oeste de China. Durante la temporada de neblina invernal, más del 50 por ciento del carbono negro cercano a la superficie en China se originó en la contaminación en el norte de China, que contribuyó con más del 90 por ciento al carbono negro local y una cantidad sustancial al sur, Sur oeste, y centro-oeste de China. En general, las fuentes locales representaron el 65 por ciento del calentamiento atmosférico del carbono negro en China, mientras que las fuentes externas contribuyeron con el 35 por ciento.

El estudio también mostró que el hollín de China no permanece dentro de sus fronteras. Contaminación del aire de China, a través del transporte sobre el Océano Pacífico, representó el 8 por ciento de la concentración de carbón negro y el 29 por ciento de la carga total de carbón negro de la columna de aire en el oeste de los Estados Unidos en primavera.

El equipo de investigación ha desarrollado una técnica de etiquetado en origen para partículas de sulfato atmosférico, también componentes de la contaminación que afectan el calentamiento y enfriamiento radiativo en la atmósfera. Los investigadores utilizarán la técnica para comprender las atribuciones de la fuente de sulfato global y su efecto sobre el calentamiento y enfriamiento atmosférico.