黑碳气溶胶和CO的关系?

为什么文献中常常会使用△BC/△CO这个参数呢?这篇论文的引言很有启发。

Guo, Q., Hu, M., Guo, S., Wu, Z., Peng, J., and Wu, Y.:The variability in the relationship between black carbon and carbon monoxide over the eastern coast of China: BC aging during transport, Atmos. Chem. Phys., 17, 10395–10403,https://doi.org/10.5194/acp-17-10395-2017, 2017.

颗粒物和气体污染物影响大气辐射强迫。在颗粒物中,黑碳通过吸收太阳辐射直接和作为CCN间接影响地球气候。烟雾箱研究表明,黑碳的吸收由于大气氧化和老化过程极大地增强。黑碳的老化包括物理凝结-凝聚和化学氧化,使得黑碳从疏水转变为亲水。老化过程不仅对全球黑碳分布和收支具有重要影响,而且对黑碳的光学和吸收特性具有重要影响。这些影响可能会导致极端天气的增加和大气环流的减弱。在气态污染物中,一氧化碳(CO)是通过产生臭氧,甲烷和二氧化碳的间接温室气体。BC和CO都是碳基燃料不完全燃烧的产物。虽然BC和CO来自相似的排放源,但不同源BC和CO的排放比率(emission ratios)差异较大,因此观测到的比率的变化可以反映不同源的存在。此外,特定源排放比是全球气候和区域空气质量模型的重要约束条件。

BC与CO排放源的共性会导致它们的浓度具有相关性,因为浓度的差异受到同一大气过程的影响。已经有大量的文章研究BC和CO之间的关系,其中大部分都显示出高度的相关性。这些研究通常是在一个固定的地点或巡航进行的,而同时测量两者是罕见的。用线性回归得到的斜率,即△BC与△CO的比值来表示不同的排放源,验证自下而上清单中BC的排放。

对于BC,它的大气生命史包括排放、传输、老化和清除。BC和CO的关系是排放源和沉降之间的平衡。因此,排放源和清除率(即沉降)的差异经常用来解释△BC/△CO比值的不同。在一定程度上,排放和传输导致的变化可以用△BC/△CO的值解释。由于云和降水的清除过程,BC的大气寿命比CO短得多【CO:1-2月;BC:一周】,这就导致△BC/△CO随着时间和离排放源距离的增加而减小。因此,除了排放源以外,△BC/△CO的变化还可以反映空气团的老化和湿清除过程。

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