東南アジアでのバイオマス燃焼増加はチャー黒色炭素が主導している

火災の煙が気候に重要な理由

乾季ごとに、東南アジアの広い範囲が作物の焼却や森林火災からの煙に覆われます。その霞には、空気を暖め人の健康に影響を与える微小ですす状の粒子が豊富に含まれます。しかし気候モデルは、この「黒色炭素」が実際にどれだけ大気中に存在し、どれほど強く太陽光を吸収するかを長年うまく再現できてきませんでした。本研究はその謎の欠けていた一片を明らかにします：地域の火災による黒色炭素の増加の大部分は、古典的なすす（ソート）ではなく、チャーと呼ばれるあまり研究されていない形態に由来しており、これが大気中で非常に異なる振る舞いをするという点です。

火煙中の2種類の黒色炭素

黒色炭素は通常、気候モデルでは単一の物質として扱われますが、実際の煙はもっと複雑です。植物や燃料が燃えると、主に2種類の黒色粒子が形成されます。チャーは燃焼の初期に形成され、有機物が加熱されて完全に燃え尽きないときに残る固形の残留物です。ソート（すす）はより高温の火炎中で後期に形成され、炭素に富む微細な粒子の鎖として現れます。チャーは一般により球状で光吸収能力が低い傾向があり、ソートは光を強く吸収します。研究者たちは、熱光学的に特化した測定を用いて、タイ北部の都市サイトと農村の村で採取した煙からこれら2成分を分離することができました。

東南アジアの火災は主にチャーを増やしている

研究チームは強い燃焼期（2月–4月）と比較的静かな雨季（6月–9月）を通じて微小粒子汚染を監視しました。その結果、火災が活発になるとチャーの濃度が5倍以上に急増する一方、ソートはほとんど変化しないことがわかりました。燃焼の盛んな季節には、特に開けた畑や森林火災に近い農村サイトで、チャーが黒色炭素の混合物を明確に支配していました。チャー対ソートの比率は煙の多い月に雨季よりもはるかに高く、野焼きが主要な発生源であることを示しています。これに対し、家庭用の燃焼や車両排気はチャーとソートがよりバランスした混合を生みます。この季節的な変動は、火災活動が増えると大気中の黒色炭素の種類が強くチャー寄りに傾くことを示しています。

チャーは光を吸収しにくいが、モデルはそれをソートと誤認している

これらの粒子がどれだけ太陽光を吸収するかを理解するために、著者らは現地測定を化石燃料起源とバイオマス燃焼起源を区別する放射性炭素分析と組み合わせました。次に統計モデルを用いて、さまざまな発生源からのチャーとソートに光吸収強度を割り当てました。明確なパターンが現れました：バイオマス燃焼由来のチャーは、単位質量あたりの光吸収が化石燃料由来のチャーよりもかなり小さく、いかなる発生源のソートよりも弱い吸収を示しました。しかし多くの気候モデルはすべての黒色炭素が光吸収に関してソートのように振る舞うと仮定しています。つまり、モデルは火災由来のチャーに富んだ排出量の大部分を見逃すだけでなく、その見逃したチャーに対してソートの光学特性を与えてしまい、その温暖化力を過大評価しているのです。

見落とされたチャーが気候推定をどのように歪めるか

研究者らは次に、現地ベースのチャーとソートのデータを最先端の大気モデルに投入しました。標準的なモデル出力と彼らの測定値を比較すると、化石燃料起源の黒色炭素はよく一致した一方で、バイオマス燃焼由来の黒色炭素は深刻に過小評価されていました—煙の多い季節で約3倍、雨季には最大10倍にも及びました。黒色炭素の総質量だけを補正すると、本土東南アジアでの直接的な温暖化効果の推定がほぼ2倍になりました。しかし、光吸収強度もチャーの弱い吸収を反映するように修正すると、算出された温暖化はやや低下しました。これは、黒色炭素排出量を単に増やすだけでその光学的挙動を調整しないと、逆方向の誤差を生む可能性があることを示しています。

火災が増える温暖化する世界にとっての意味

東南アジアを越えて著者らは多地域のデータをまとめ、より広い傾向を見出しました：バイオマス燃焼が激しくなりチャーが黒色炭素の大きな割合を占めるほど、黒色炭素の平均的な光吸収効率は低下する傾向があります。言い換えれば、火災が増えれば大気中の黒色炭素粒子は増えるかもしれませんが、それらの粒子は平均するとチャーが優勢になるため太陽光を弱くしか吸収しない可能性があるのです。これは温暖化効果を打ち消すわけではありませんが、その強さを緩和し、予測を複雑にします。研究は、気候影響を評価し火と大気質に関する政策を設計するためには、研究者とモデラーがチャーとソートを別々に追跡し、チャーに富む排出を目録に含め、それぞれの亜種に現実的な光学特性を割り当てる必要があると結論づけています。そうして初めて、大規模な森林火災や意図的な焼却が今後より一般的になると予想される未来に即した火災駆動の温暖化推定が可能になります。

引用: 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

キーワード: 黒色炭素, バイオマス燃焼, 東南アジア, 気候強制力, エアロゾル粒子