الزيادة في احتراق الكتلة الحيوية في جنوب شرقي آسيا يهيمن عليها الكربون الأسود الشبيه بالفحم (شار)

لماذا يهم دخان الحرائق مناخنا

كل موسم جفاف، تُغطَّى مساحات واسعة من جنوب شرق آسيا بدخان ناتج عن حرق المحاصيل وحرائق الغابات. هذه الضبابية غنية بجزيئات دقيقة وسوداء تميل لتسخين الهواء وتؤثر على صحة الإنسان. ومع ذلك، طالما واجهت نماذج المناخ صعوبة في مطابقة كمية هذا «الكربون الأسود» في الجو ومدى امتصاصه للضوء الشمسي. تكشف هذه الدراسة جزءًا مفقودًا من اللغز: معظم الزيادة في الكربون الأسود الناجم عن الحرائق الإقليمية لا تأتي من السخام التقليدي، بل من شكل أقل دراسة يُسمى شار (الكربون الشبيه بالفحم)، الذي يتصرف بشكل مختلف تمامًا في الغلاف الجوي.

نوعان من الكربون الأسود في دخان الحرائق

يُعامل الكربون الأسود عادة كمادة واحدة في نماذج المناخ، لكن الدخان الحقيقي أكثر تعقيدًا. عند احتراق المادة النباتية أو الوقود، يمكن أن يتشكل نوعان رئيسيان من الجزيئات السوداء. يتكوّن الشار في المراحل الأولى للاحتراق، كبقايا صلبة تتبقى عندما تُسخّن المادة العضوية دون احتراق كامل. ويتشكل السخام في وقت لاحق، في لهب الغاز الأكثر حرارة، كسلاسل دقيقة من الجزيئات الغنية بالكربون. يميل الشار لأن يكون أكثر كروية وأقل كثافة في قدرته على امتصاص الضوء، بينما يكون السخام أكثر قدرة على امتصاص الضوء. باستخدام قياسات حرارية-بصرية متخصصة، استطاع الباحثون فصل هذين المكونين في الدخان الذي جُمع في موقع حضري وقَرية ريفية في شمال تايلاند.

الحرائق في جنوب شرق آسيا تعزز الشار في المقام الأول

راقب الفريق تلوث الجسيمات الدقيقة خلال موسم الاحتراق المكثف (فبراير–أبريل) والموسم الرطب الأهدأ (يونيو–سبتمبر). وجدوا أنه مع تصاعد الحرائق، ارتفعت تركيزات الشار بأكثر من خمسة أضعاف، بينما تغيّر السخام قليلاً فقط. في موسم الاحتراق العالي، ساد الشار مزيج الكربون الأسود بوضوح، خاصة في الموقع الريفي الأقرب إلى الحقول المكشوفة وحرائق الغابات. كانت نسب الشار إلى السخام أعلى بكثير خلال الأشهر الدخانية مقارنة بموسم الأمطار، مما يشير إلى أن الحرق المكشوف هو المصدر الرئيسي. بالمقابل، أنتج الحرق المنزلي وعوادم المركبات خليطًا أكثر توازنًا من الشار والسخام. تُظهر هذه التقلبة الموسمية أنه عندما تزداد نشاطات الحرائق، يتحول نوع الكربون الأسود في الهواء بقوة نحو الشار.

الشار أقل لمعانًا، لكن النماذج تخلطه مع السخام

لفهم مقدار ضوء الشمس الذي تمتصه هذه الجزيئات، دمج المؤلفون قياساتهم الميدانية مع تحليل الكربون المشع الذي يميز انبعاثات الوقود الأحفوري عن احتراق الكتلة الحيوية. ثم استخدموا نموذجًا إحصائيًا لتعيين قوة امتصاص الضوء للشار والسخام من مصادر مختلفة. ظهر نمط واضح: الشار الناتج عن احتراق الكتلة الحيوية يمتص ضوءًا أقل بكثير لكل وحدة كتلة مقارنةً بالشار من الوقود الأحفوري، وأقل من السخام من أي مصدر. ومع ذلك، تفترض معظم نماذج المناخ أن كل أشكال الكربون الأسود تتصرف مثل السخام في امتصاص الضوء. هذا يعني أن النماذج لا تفشل فحسب في تقدير حصة كبيرة من الانبعاثات الغنية بالشار من الحرائق، بل تمنح ذلك الشار المفقود خواصًا بصرية تشبه السخام، مبالغةً في قدرته على التدفئة.

كيف يحرف الشار المفقود تقديرات المناخ

بعد ذلك أدخل الباحثون بيانات الشار والسخام المستندة إلى الميدان في نموذج جوي متقدم. عند مقارنة مخرجات النموذج القياسية بقياساتهم، كان الكربون الأسود من الوقود الأحفوري متطابقًا إلى حد جيد، لكن الكربون الأسود الناتج عن احتراق الكتلة الحيوية كان مقدرًا بأقل بكثير—بنحو ثلاثة أضعاف خلال موسم الدخان وحتى عشرة أضعاف خلال الموسم الرطب. إن تصحيح كتلة الكربون الأسود الإجمالية فقط ضاعف تقريبا التأثير المباشر المقدر للتدفئة فوق البر الرئيسي لجنوب شرق آسيا. لكن عندما صححوا أيضًا قوة امتزاز الضوء لتعكس امتصاص الشار الأضعف، انخفض التسخين المحتسب جزئيًا. أظهر ذلك أن مجرد مضاهاة انبعاثات الكربون الأسود دون تعديل سلوكها البصري يمكن أن يخلق نوعًا جديدًا من الخطأ في الاتجاه المعاكس.

ماذا يعني هذا لعالم يزداد دفئًا وتكثر فيه الحرائق

على الصعيد ما بعد جنوب شرق آسيا، جمع المؤلفون بيانات من مناطق عديدة ووجدوا نمطًا أوسع: مع اشتداد احتراق الكتلة الحيوية وزيادة حصة الشار من الكربون الأسود، تميل كفاءة امتصاص الضوء المتوسطة للكربون الأسود إلى الانخفاض. بعبارة أخرى، قد تعني الحرائق الأكثر نشاطًا مزيدًا من جزيئات الكربون الأسود في الهواء، لكن تلك الجزيئات قد تمتص ضوء الشمس بصورة أقل قوة بالمتوسط لأن الشار يهيمن. هذا لا يلغي تأثيرها في التدفئة، لكنه يخفف منه ويعقّد التوقعات. تستنتج الدراسة أنه لتقييم التأثيرات المناخية وصياغة سياسات تتعلق بالحرائق وجودة الهواء، يجب على العلماء والمصممين للنماذج تتبُّع الشار والسخام على حدة، وإدراج الانبعاثات الغنية بالشار في الجرد، وتعيين خصائص بصرية واقعية لكل نوع فرعي. فقط عندئذٍ يمكن لتقديرات التسخين الناجم عن الحرائق أن تواكب مستقبلًا يتوقع فيه ازدياد الحرائق الكبيرة والحرق المتعمد.

الاستشهاد: Song, W., Zhang, Y., Gao, M. et al. Biomass burning increase in Southeast Asia is dominated by char black carbon. Commun Earth Environ 7, 359 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03431-0

الكلمات المفتاحية: الكربون الأسود, احتراق الكتلة الحيوية, جنوب شرق آسيا, الإجبار المناخي, جزيئات الهباء الجوي