近日，重点实验室赵罡副教授等联合北京大学、西交利物浦大学等多家跨学科团队，在国际知名期刊《Atmospheric Research》发表题为《Amplified Radiative Effects of Coated Black Carbon Aerosols over the Tibetan Plateau》的研究论文成果。该研究依托国家自然科学基金、西藏重点研发计划等项目支持，通过在青藏高原三个典型站点的实地观测，首次系统揭示了黑碳气溶胶 “包裹效应” 对高原辐射平衡的关键影响，填补了相关领域高原实地观测验证的空白。

1、研究背景：亚洲水塔变暖背后的“隐形推手”

青藏高原是“亚洲水塔”，其气候变暖速率远超全球平均水平，生态环境变化关乎区域乃至全球气候稳定。黑碳是吸光性最强的气溶胶之一，可通过“雪冰反照率效应”和“直接辐射效应”双重作用加剧高原增暖。值得注意的是，黑碳在大气传输过程中，常被硫酸盐、有机碳等包裹形成“核壳结构”，这一过程会显著增强其吸光能力，但长期以来，这一“包裹效应”缺乏来自青藏高原的实地观测数据支撑，其对高原气候的具体影响始终未能明确。

2、核心发现：三地观测解锁关键数据

研究团队在拉萨（西藏大学站点）、那曲普若岗日、珠峰大本营三个代表性区域开展观测，取得多项重要发现(表1和图1)：：

✅ 吸光增强差异显著：远离人为源的普若岗日和珠峰地区，黑碳吸光增强因子分别达1.96和1.99，显著高于人为活动相对集中的拉萨地区的1.14。

✅ 黑碳包裹物对其直接辐射效应的贡献在普若岗日高达46.7%，珠峰和拉萨分别为23.5%和17.6%。

✅ 辐射贡献占比突出：在冰川区域，包裹效应使黑碳辐射强迫增加约0.042 W/m²，相当于该地总气溶胶辐射强迫的4.3%。

图1：气溶胶光学特性的空间分布：(a)消光系数，(b)散射系数，(c)吸收系数，(d)单次散射反照率，(e)不对称因子，(f)BC吸收增强因子

表1. 观测点位置、周期及仪器部署情况

3、科学机制：特殊环境与污染物输送的共同作用

青藏高原独特的高寒、强紫外、低气压环境，叠加南亚污染物的跨境输送，为黑碳的快速老化与包裹层形成提供了有利条件。具体来看，夜间低温高湿的环境有利于半挥发性有机物凝结并包裹黑碳核心，而白天强烈的光化学反应则可能改变包裹层的物理化学性质，进而调控黑碳的吸光增强效应，形成昼夜交替的动态影响过程（图2）。

图2：TU、PK和ME位点的吸收系数和BC吸收增强因子（E_abs）的昼夜变化。

4、研究意义：为气候模型优化提供实证依据

该研究首次为青藏高原黑碳包裹态吸光增强提供了关键原位观测数据，阐明了其空间差异与气象驱动机制。研究结果明确指出(图3)，若在气候模拟中忽略黑碳 “包裹效应”，将显著低估黑碳对青藏高原变暖的贡献度。这一发现为未来气候模型的参数化改进提供了重要实证支撑，有助于提升区域气候预测的准确性，对制定针对性的高原生态环境保护与气候应对策略具有重要指导意义。

图3：辐射效应：(a) BC核心与涂层对总雪崩云直接气溶胶辐射效应（DARE）的贡献比例，各组分的绝对DARE贡献值以括号标出（单位：W/m2）；(b) 包含/不包含涂层组分情景下的总直接气溶胶辐射效应（DARE）

撰稿：孙杰，赵罡；审校：林伟立，龙春林，李华