Biomass burning aerosols in most climate models are too absorbing.
Biomass burning aerosols in most climate models are too absorbing.
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在大多数气候模型中，生物质燃烧气溶胶的吸收能力太强。
DOI：
10.1038/s41467-020-20482-9
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发表时间：
2021-01-12
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chand D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brown H;Liu X;Pokhrel R;Murphy S;Lu Z;Saleh R;Mielonen T;Kokkola H;Bergman T;Myhre G;Skeie RB;Watson-Paris D;Stier P;Johnson B;Bellouin N;Schulz M;Vakkari V;Beukes JP;van Zyl PG;Liu S;Chand D
气候模式中生物质燃烧(BB)气溶胶成分和光学性质的表示的不确定性导致了模拟的气溶胶对到来的太阳辐射的影响范围。根据模型的不同，大气层顶部BB气溶胶效应的范围从变冷到变暖。通过将12个观测数据集的气溶胶吸收与消光和碳质气溶胶成分与9个最先进的地球系统模型/化学输送模型相关联，我们确定了这些模型对BB气溶胶吸收率的不同程度的高估。对BB气溶胶折射率、大小和混合态的修改改善了社区大气模式版本5与观测结果的一致性，导致了−0.07 W m−2的BB直接辐射效应的全球变化，以及−2 W m−2(非洲)和−0.5 W m−2(南美洲/温带)的区域性变化。我们的发现表明，目前模拟的BB对变暖的贡献比之前认为的要小，这主要是由于对气溶胶混合状态的治疗。野火产生的气溶胶已知会影响气候，但这种生物质燃烧的更广泛影响在模型中限制得很差。在这里，作者使用了一套来自全球12个活动的观测结果，以确定大多数气候模型使用的值高估了生物质燃烧气溶胶的贡献。
Uncertainty in the representation of biomass burning (BB) aerosol composition and optical properties in climate models contributes to a range in modeled aerosol effects on incoming solar radiation. Depending on the model, the top-of-the-atmosphere BB aerosol effect can range from cooling to warming. By relating aerosol absorption relative to extinction and carbonaceous aerosol composition from 12 observational datasets to nine state-of-the-art Earth system models/chemical transport models, we identify varying degrees of overestimation in BB aerosol absorptivity by these models. Modifications to BB aerosol refractive index, size, and mixing state improve the Community Atmosphere Model version 5 (CAM5) agreement with observations, leading to a global change in BB direct radiative effect of −0.07 W m−2, and regional changes of −2 W m−2 (Africa) and −0.5 W m−2 (South America/Temperate). Our findings suggest that current modeled BB contributes less to warming than previously thought, largely due to treatments of aerosol mixing state. Wildfires produce aerosols known to impact the climate, but the wider-reaching effects of this biomass burning are poorly constrained in models. Here the authors use a suite of observations from 12 campaigns around the globe to determine that the values used by most climate models overestimate the contribution of biomass burning aerosols.
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