西北生态环境资源研究院(筹)
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我国科学家在雪冰中可溶性有机碳吸光性变化研究中获突破进展

  • 发表日期:2018-02-07 09:51   来源:   打印   放大 缩小   【关闭
  •   作为青藏高原雪冰碳质的主要组成部分,可溶性有机碳(DOC)可以有效吸收紫外和近紫外波段的太阳辐射,成为造成冰川消融的吸光性杂质之一。DOC包含了各种类型的有机物,由于不同有机物的分子大小和疏水性存在差异,DOC在雪冰消融过程中存在很强的分馏作用,可以导致DOC吸光能力的改变。目前,对DOC在雪冰消融过程中吸光性的变化及其与辐射强迫的关系尚不清晰,从而限制了全面认识和评估DOC对雪冰消融的贡献。 

      针对上述科学问题,中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)(简称西北研究院)冰冻圈科学国家重点实验室、青藏高原地球科学卓越创新中心康世昌团队在青藏高原祁连山西段老虎沟12号冰川开展相关研究。研究表明,老虎沟12号冰川DOC在雪冰消融过程中吸光强度和辐射强迫呈显著增加。以雪坑消融过程为例,吸光能力强的DOC由于较强的疏水性更易于保存下来(图1)。同时,研究还发现冰川附加冰的DOC浓度随海拔的升高而增大,但吸光强度却呈相反变化,表明高吸光强度的DOC在附加冰消融过程中倾向于被保存状态(图2),与老虎沟12号附加冰和冰川区表土DOC在室内冻结试验结果一致,表明高吸光值的DOC在冻融过程中均倾向于被保存状态。此外,通过对比新雪、粒雪和附加冰中DOC的浓度及吸光强度,发现雪坑和附加冰中DOC的辐射强迫值分别是未发生分馏新雪的7.64 ± 2.93 4.95 ± 1.19倍左右,且DOC的辐射强迫值和吸光强度呈正比关系(图 3)。 

      该研究明确了雪冰消融过程中DOC的吸光性和辐射强迫的动态变化,加深了对DOC在雪冰消融贡献方面的理解。研究结果表明,在精确评估吸光性杂质对冰川消融的贡献中,不能忽略雪冰的融化而导致的DOC吸光能力和辐射强迫的改变。 

      该研究成果发表于Science of the Total Environment  

      该研究获国家自然科学基金(41630754,41675130)、中国科学院(KJZD-EW-G03-04)和冰冻圈科学国家重点实验室(SKLCS-ZZ-2017)共同资助。

        相关链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.265

                                                                                      (责任编辑 陈治理)

     

    1 DOC的质量吸收截面(MAC365, 吸光强度)与浓度 DOC concentration)的相关关系 

    2 表面冰中DOC的浓度和质量吸收截面随海拔的变化 

    3 DOC产生的辐射强迫和其质量吸收截面的相关关系