Но есть еще один важный, но часто упускаемый из виду фактор выбросов углерода. Горение торфяников — органической смеси сгнивших и уплотненных листьев — являются крупнейшими пожарами на земле. Это топливо с высоким содержанием влаги составляет почти три четверти суши и считается крупнейшим источником выбросов углерода в атмосферу в результате лесных пожаров. Однако, в отличие от пылающих пожаров, торфяники тлеют под землей неделями и месяцами и выделяют беловатый дым.
Хотя о воздействии черного углерода на окружающую среду известно много, влияние дыма от торфяных пожаров на здоровье человека и климат в значительной степени не изучено и является развивающейся областью.Для изучения климатических эффектов углеродсодержащих аэрозолей, выбрасываемых при торфяных пожарах, Раджан Чакрабарти, доктор философии, доцент кафедры экологической инженерии Вашингтонского университета в Школе инженерии Сент-Луиса. Прикладная наука получила трехлетний грант в размере 530 000 долларов от Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Брент Уильямс, доктор философии, доцент кафедры экологической инженерии, является соисследователем проекта, как и Вэй Мин Хао, доктор философии, химик по атмосфере из Лаборатории пожарных наук лесной службы Министерства сельского хозяйства США в Монтане.
«Этот проект предоставит столь необходимую информацию о свойствах аэрозолей торфяного дыма для интеграции в алгоритмы спутникового поиска и климатические модели», — говорит Чакрабарти. «Основываясь на моих первоначальных выводах, я предполагаю, что торфяной дым состоит из коричневого углерода, а не из черного углерода. Коричневый углерод — это класс аэрозолей органического углерода, который, в отличие от черного углерода, сильно поглощает поступающее солнечное излучение в более коротких или близких к нему длинах волн. ультрафиолет ».По данным Агентства по охране окружающей среды США, торфяные пожары трудно тушить, они горят при более низкой температуре, производят больше дыма, генерируют частицы, которые могут раздражать глаза и дыхательную систему, и они являются одними из наименее изученных пожаров.
В 1997 году период сильной дымки, вызванный распространением тлеющих торфяных пожаров в Индонезии, привел к быстрому росту респираторных заболеваний и нарушил маршруты судоходства и авиации, в результате чего в этом регионе образовалось от 0,81 до 2,57 миллиарда тонн углеродных газов.Благодаря новому гранту Чакрабарти и его сотрудники будут изучать происхождение частиц коричневого углерода, их химический состав, количество испускаемых частиц и определять их оптические свойства или их поведение при свете, используя фотоакустический метод, в котором используются не инвазивная визуализация на основе звука и света.По словам Чакрабарти, когда ученые и инженеры собирают частицы дыма на фильтре, осадок имеет цвет от желтого до коричневого, что дает представление о его свойствах.«Когда вы видите желтоватый или коричневый цвет, это означает, что коричневый углерод отражает весь свет, кроме сине-фиолетовых волн, и это то, что он поглощает», — говорит Чакрабарти. «Это имеет важные последствия, потому что мы знаем, что черный углерод намного меньше с точки зрения массовых выбросов по сравнению с органическим углеродом.
И если органический углерод поглощает в непосредственной близости от видимого или близкого к ультрафиолетовому свету, когда солнечный спектр начинает достигать пика, это добавит дополнительного потепления. поверх черного углерода, и мы не знаем, сколько ».Чакрабарти и Уильямс изучат лабораторные пожары от видов торфяного топлива, обнаруженные во всем мире в камере сгорания лаборатории пожарной науки Министерства сельского хозяйства США, с помощью своих оптических и химических инструментов в реальном времени, которые они перевезут в Монтану летом 2016 года. Они обобщат результаты в справочную информацию для других ученых, называемую справочной таблицей, которая предоставит исследователям и разработчикам климатических моделей свойства различных типов топлива.
По словам Чакрабарти, поскольку НАСА располагает самым большим инвентарем изображений пожаров со спутников, его ученые интегрируют справочную таблицу в несколько своих спутниковых алгоритмов и климатических моделей.Чакрабарти впервые изучил частицы коричневого углерода, будучи аспирантом Университета Невады, Рино, в экспериментальном исследовании лаборатории пожарных наук Министерства сельского хозяйства США.
Он наблюдал, как крупномасштабный аэрозоль коричневого углерода был недавно выпущен в виде первичных частиц в результате тлеющего сгорания двух видов мусора или поверхностного органического слоя, содержащего подстилку, лишайник, живой и мертвый мох и органическую почву. Сжигание мусора является самым большим источником образования тлеющего дыма в лесных регионах Северного полушария и составляет от 46 до 72 процентов всех выбросов углерода в результате пожаров в дикой природе.