Рост биомассового горения в Юго-Восточной Азии обусловлен в основном углеродом в виде чар

Почему дым от пожаров важен для климата

Каждый сухой сезон огромные территории Юго-Восточной Азии окутаны дымом от сжигания полей и лесных пожаров. Эта дымка насыщена крошечными сажевыми частицами, которые согревают воздух и вредят здоровью людей. Тем не менее климатические модели долгое время не могли точно воспроизвести, сколько такого «чёрного углерода» действительно находится в атмосфере и насколько сильно он поглощает солнечный свет. В этом исследовании обнаружен упущенный элемент: большая часть увеличения чёрного углерода от региональных пожаров происходит не от классической сажи, а от менее изученной формы, называемой чар, которая в атмосфере ведёт себя совсем иначе.

Два типа чёрного углерода в дыме

Чёрный углерод обычно рассматривают в моделях как однородное вещество, но реальный дым сложнее. Когда горит растительный материал или топливо, образуются два основных типа чёрных частиц. Чар формируется на ранних стадиях горения как твёрдые остатки, остающиеся при нагревании органики без полного сгорания. Сажа образуется позже, в более горячем пламенном газе, в виде крошечных цепочек углеродосодержащих частиц. Чар, как правило, более пористый и в среднем слабее поглощает свет, тогда как сажа сильнее поглощает излучение. С помощью специализированных термооптических измерений исследователи смогли выделить эти два компонента в дыме, собранном в городском пункте и в сельской деревне на севере Таиланда.

Пожары в Юго-Восточной Азии в основном увеличивают долю чар

Команда отслеживала загрязнение тонкими частицами как в период интенсивного горения (февраль–апрель), так и в более спокойный влажный сезон (июнь–сентябрь). Они обнаружили, что по мере нарастания пожаров концентрации чара увеличивались более чем в пять раз, в то время как сажа менялась лишь незначительно. В период интенсивного горения чар явно доминировал в смеси чёрного углерода, особенно на сельской площадке, ближе к открытым полям и лесным пожарам. Соотношения чар/сажи были значительно выше в дымные месяцы, чем в сезон дождей, что указывает на открытое сжигание как основной источник. В отличие от этого, бытовое сжигание и выхлопы транспортных средств давали более сбалансированную смесь чара и сажи. Этот сезонный сдвиг показывает: когда активность пожаров растёт, тип чёрного углерода в воздухе смещается в сторону чара.

Чар слабее поглощает свет, но модели принимают его за сажу

Чтобы понять, сколько солнечного света поглощают эти частицы, авторы объединили полевые измерения с радиоуглеродным анализом, позволяющим отделить выбросы ископаемого топлива от горения биомассы. Затем они использовали статистическую модель, чтобы оценить силу поглощения света чаром и сажей из разных источников. Выявился чёткий паттерн: чар от биомассового горения поглощает значительно меньше света на единицу массы, чем чар от ископаемого топлива, и меньше, чем сажа из любого источника. Однако большинство климатических моделей предполагают, что весь чёрный углерод ведёт себя как сажа в отношении поглощения света. Это значит, что модели не только пропускают большую долю эмиссий, обогащённых чаром, они также приписывают этому недостающему чару свойства, подобные сажи, переоценивая его способность к потеплению.

Как упущенный чар искажает оценки климата

Затем исследователи ввели свои полевые данные по чару и сажи в современную атмосферную модель. При сравнении стандартного вывода модели с измерениями черный углерод от ископаемого топлива хорошо согласовывался, тогда как чёрный углерод от биомассы был существенно недооценён — примерно в три раза в дымный сезон и до десяти раз в влажный сезон. Корректировка только массы общего чёрного углерода примерно удвоила оценённый прямой эффект нагрева над материковой частью Юго-Восточной Азии. Но когда они также скорректировали силу поглощения света, чтобы учесть слабое поглощение чара, рассчитанное потепление несколько уменьшилось. Это показало, что простое увеличение эмиссий чёрного углерода без учёта его оптического поведения может создать новый тип ошибки в противоположную сторону.

Что это значит для потепляющегося мира с увеличением числа пожаров

Рассматривая данные за пределами Юго-Восточной Азии, авторы собрали материалы из многих регионов и обнаружили более общую закономерность: по мере усиления биомассового горения и роста доли чара в чёрном углероде средняя эффективность поглощения света чёрным углеродом имеет тенденцию к снижению. Иными словами, больше пожаров может означать больше частиц чёрного углерода в воздухе, но эти частицы в среднем могут поглощать солнечный свет слабее, поскольку доминирует чар. Это не отменяет их эффекта нагрева, но смягчает его и усложняет прогнозы. Исследование делает вывод: чтобы оценивать климатические последствия и разрабатывать политику в отношении пожаров и качества воздуха, учёным и моделистам необходимо разделять чар и сажу, включать эмиссии, богатые чаром, в инвентаризации и присваивать каждому подтипу реалистичные оптические свойства. Только тогда оценки потепления, вызванного пожарами, смогут посоперничать с будущим, в котором ожидается учащение крупных лесных пожаров и преднамеренных сжиганий.

Цитирование: 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

Ключевые слова: чёрный углерод, горение биомассы, Юго-Восточная Азия, климатическое воздействие, аэрозольные частицы