南极洲，广阔而冰冻的大陆，拥有世界上大部分的淡水。这里没有人类居住和景观变化，被认为是远离世界喧嚣和人为干扰的地方。

但即使在这里，也可以检测到人为污染。研究人员发现，由于排放的黑碳和越来越多的游客，南极洲每年夏天都比前一个夏天融化得更早，使该大陆的积雪变暗。今年2月发表在《自然通讯》杂志上的研究估计，在2016年至2020年期间，平均每年53,000名游客访问南极半岛，每人都促成了多达83吨的积雪融化。

“最近，南极洲的旅游和研究活动有所增加，特别是在南极半岛，这是地球上变暖最快的地区之一，”千叶大学环境遥感中心助理教授、该报告的作者亚历山德罗·达米亚尼(Alessandro Damiani)说。“我们发现研究设施和旅游登陆点周围的雪比非洲大陆其他地方更黑。”

但什么是黑碳？为什么它会导致如此多的南极雪融化？

黑碳由纯碳组成，是细颗粒物(PM2.5)和烟尘的主要成分。它通常是由化石燃料或生物材料的不完全燃烧产生的，例如森林火灾和煤炭燃烧。在南极洲，黑碳通常从船舶、飞机或发电机等来源排放。

自工业时代以来，这种污染物就因其在城市空气污染中的作用而臭名昭著。它在1950年代首次被发现具有全球大气重要性，当时它在北极雾霾的气溶胶和雪地上被发现，北极变暖的速度也因此比任何时候都快。

地球表面拥有偏转太阳辐射的能力，一种称为“反照率”的特性，对于减少地球上的热量很重要。雪、冰和云是具有高反照率的表面——换句话说，它们将大量撞击地球的阳光反射回太空。南极和北极等极地地区的海冰对于反射阳光和保持地球凉爽至关重要。

南极洲的明亮表面有助于反射太阳辐射并保持地球凉爽。卡西·马蒂亚斯，Unsplash

但是可以吸收大量太阳辐射的黑碳会降低反照率。当黑碳颗粒散发出来，穿过空气并沉积在北极时，雪的表面会变暗，然后反射较少的辐射。即使变暗一点点也会刺激反照率进一步下降，因为雪的变暗表面会吸收更多的冰融化，雪水的反照率比雪低，所以热量吸收更多，导致融化更多。

“南极洲是世界上最干净的地方。事实上，南极雪中的黑碳浓度通常低于1纳克——至少比其他地方低一个数量级，”达米亚尼说。“然而，在受限区域、研究设施和机场的下风处，黑碳浓度会迅速上升。”

两极并不是唯一受黑碳影响的积雪区域。喜马拉雅山脉的冰川为亚洲一些最强大和最重要的河流提供了水源。但即使在这里，黑碳也在融化积雪。一项研究发现，这种污染物造成了尼泊尔冰川萎缩39%。由于整体气候变化导致的喜马拉雅冰川融化已经威胁到亚洲数十亿人的淡水和食物供应。

但比雪基黑碳更重要的是，空气中的黑碳颗粒在加热地球方面的作用更大，因为它们直接吸收阳光并将其保持在空气中。这会影响云的形成模式，进而影响降水和气候变化。

辐射强迫（Radiative forcing），即地球大气层接收和反射的太阳辐射量的变化，通常用于科学测量气体或粒子加热地球的程度。它以瓦特/米2为单位，正数表示温度升高。尽管估计有所不同，但2013年的一项研究发现，自工业时代以来的黑碳排放导致了1.1瓦/米2的正辐射强迫，仅次于二氧化碳。换句话说，通过存在于大气、冰层和云层中，黑碳排放导致地球吸收更多的太阳辐射，减少反射回太空，从而使地球升温。

对健康的影响

黑碳对人类健康的影响可能与其对气候的影响一样重要和被忽视。含有黑碳的颗粒物含有可被人吸入的致癌物质，空气污染与肺炎、心脏病、中风和癌症有关。据估计，每年有800万人死于室外和室内空气污染。

事实上，烟尘是发达国家首先要控制的污染物之一。在20世纪中叶之前，欧洲和北美的主要城市因煤烟污染严重而臭名昭著。燃烧煤炭对健康的影响是灾难性的。

这在1952年的大烟雾中达到顶峰，厚厚的烟雾笼罩了伦敦四天，造成至少4,000人死亡。这导致了英国1956年和1968年的《清洁空气法案》，该法案规范了居民和工厂使用的燃料，并大幅降低了该国的烟尘浓度。美国很快效仿，在1963年颁布《清洁空气法》。

燃烧固体燃料取暖是室内黑碳排放的主要原因，而植被火灾和交通是主要的室外黑炭来源。世界卫生组织估计，有26亿人，主要生活在发展中国家，仍然因使用不安全的烹饪方法而遭受室内空气污染。

解决方案

总体而言，减少全球黑碳排放每年可以挽救数百万人的生命，并有助于减缓气候变化。事实上，降低这些排放量可能是应对全球变暖的最简单的短期方法之一：通过使用现有的策略，到2050年已经可以将变暖幅度降低0.2摄氏度。而且，抑制黑碳排放的效果将会显现比减少二氧化碳更快、更局部（以更清洁的空气的形式）。

黑碳的来源范围很广，因此有很多方法可以实现减少全球排放的目标。例如，刀耕火种农业通过使用火来清理土地以种植农作物，而生物质的燃烧会释放黑碳。在相关地点推广生态农业或者先进技术能够有效防止黑碳的产生。

一位妇女在改进的炉子上做饭，这种炉子需要更少的能量，排放的黑碳也更少。阿克塞尔·法西奥，CIFOR

黑碳排放的另一个主要来源是传统炉灶中的某些固体生物质燃料（如农业废料或木材），世界各地的许多人都在使用这些燃料。更安全、污染更少的选择包括使用清洁燃料（如液化石油气、煤球）的炉灶，或设计带有通风风扇或气化器的炉灶。

总体而言，改用更高效的炉灶或燃料将降低燃料成本，否则这些时间将用于收集木材作为燃料和砍伐森林。较低的黑碳排放量也会降低对健康的影响。这将特别有利于女性，她们经常在室内靠近炉灶，在烹饪上花费更多时间。但这需要市场上可以负担得起的更安全的炉灶和燃料，并对人们进行有关这些替代品的教育。

在城市地区，交通是黑碳排放的主要来源，主要来自卡车、建筑设备或农用车辆等柴油车辆。制定车辆排放标准、用柴油微粒过滤器改造旧车辆并提供补贴以鼓励人们用更新、更清洁的车辆更换旧的和排放量大的车辆，这些是降低交通相关黑碳的几种方法。当然，挑战依然存在，即变更和维护的成本以及当地的政策执行能力。

至于南极洲，Damiani指出，该地区对发电机、车辆和飞机的能源需求——以及该大陆漫长而黑暗的冬季导致太阳能不可用——意味着目前研究活动和旅游业还在增长的情况下，完全消除黑碳排放依然遥不可及。

但他补充说，已经采取了积极的步骤。许多通过南极洲的船只已经使用污染较少的船用柴油，研究站现在在严格的环境法规下运行。该地区未来的船舶可以采用更清洁的发动机或燃料，或者可能过渡到混合动力或电动船舶。

“南极旅游经营者和政府研究机构都已经在尽最大努力限制排放。”他说。

原文链接：
https://news.globallandscapesforum.org/57400/what-is-black-carbon-and-what-does-it-mean-for-climate-change/?utm_campaign=GLF_Bi_Weekly_Digest&utm_medium=email&utm_source=Mailchimp_Emailblast_EarlyJune

翻译：Stan 审核：YJ 编辑：pierre

来源: 中国绿发会