Diagramme schématique illustrant l'état de mélange du rBC pendant la combustion enflammée (à gauche) et la combustion couvante (à droite). Crédit :Xiaole PAN
En tant que forceur climatique de courte durée, les aérosols de noir de carbone dans l'atmosphère jouent un rôle vital dans le changement climatique en absorbant le rayonnement solaire et en modifiant la formation, durée de vie et albédo des nuages. Il fournit également des "graines" pour la formation de brume à l'échelle urbaine/régionale. Dans le nord de la Chine, brûlage de biomasse à ciel ouvert (OBB), comme le brûlage de la paille après la récolte, est l'une des sources importantes de noir de carbone réfractaire (rBC). L'OBB émet à la fois des particules de suie et une quantité substantielle de matières organiques semi-volatiles, les deux subiront des processus de mélange et d'évolution très compliqués dans l'atmosphère pour modifier leur capacité à former des noyaux de condensation de nuages.
Maintenant, l'état de mélange de l'aérosol OBB est généralement étudié au moyen d'études sur le terrain. En raison d'influences telles que les facteurs météorologiques, diffusion et transmission, l'état de mélange de rBC change normalement de manière significative avec le temps de vieillissement. Afin de mieux caractériser le processus de vieillissement de la rBC, une étude sur le GR fraîchement émis pendant tout le processus de combustion est urgente. Le Dr PAN Xiaole du CAS Institute of Atmospheric Physics et ses collaborateurs japonais ont mené des expériences en laboratoire de combustion pour simuler et étudier les caractéristiques d'émission de rBC et d'état de mélange dans différentes conditions de combustion. Il a été constaté que le diamètre modal de la distribution granulométrique de la rBC diminuait clairement à mesure que l'état de combustion de la biomasse passait de dominant en flammes à dominant en feu couvant.
"Ce résultat indique que le processus de coagulation/croissance de rBC était intensif pendant la combustion à la flamme en raison d'une production substantielle de particules précurseurs de rBC, " dit le Dr PAN.
Par ailleurs, en raison de la forte émission des matières organiques semi-volatiles et du taux de production plus faible de particules de rBC lors de la combustion couvante, l'épaisseur du revêtement des particules de rBC était en moyenne de 20 % supérieure à celle de la combustion à la flamme. Cette découverte a contribué à la compréhension globale de l'évolution de l'état mixte des aérosols de carbone noir et de son effet de forçage du rayonnement climatique.