Is Black Carbon an appropriate generalization in climate studies?

• Sofía González-Correa ^[1] ; Magín Lapuerta ^[1] ; John Ramiro Agudelo ^[2]
  1. [1] Universidad de Castilla-La Mancha

     Universidad de Castilla-La Mancha

     Ciudad Real, España

     
  2. [2] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Revista Facultad de Ingeniería: Universidad de Antioquia, ISSN-e 2422-2844, ISSN 0120-6230, Nº. 114, 2024, págs. 118-123
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • el ¿Es el Carbono Negro una generalización adecuada en estudios climáticos?
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los aerosoles de hollín producidos durante procesos de combustión incompleta son aglomerados compuestos por partículas primarias carbonáceas cuasi-esféricas con disposiciones (forma, tamaño, estructura interna) marcadamente diferentes y composición variable. Aunque son uno de los principales contribuyentes al cambio climático, sigue siendo difícil cuantificar con precisión su potencial de calentamiento global (GWP). Sería necesario un conocimiento preciso de las propiedades ópticas de los aglomerados de hollín (carbón negro - BC) para establecer de manera justa un GWP equivalente a CO2. Los efectos de calentamiento del BC dependen de su tamaño y forma, y a pesar de su tiempo de residencia limitado en la atmósfera, su alta fuerza radiativa conduce a GWP ~ 2000. Cuantificar las concentraciones de BC en la atmósfera a menudo se basa en mediciones ópticas, que generalmente carecen de precisión. Nuestros cálculos sobre el forzamiento radiativo directo del BC mostraron que la irregularidad del aglomerado, así como su tamaño, afectan marcadamente su capacidad de enfriamiento/calentamiento debido a las variaciones extremas de sus características de absorción y dispersión. La estimación del forzamiento radiativo incremental de los aerosoles es un desafío, ya que depende de parámetros locales como la nubosidad, el albedo de la superficie, la concentración de aerosoles, etc., los cuales son variables en todo el mundo. En base a eso, no recomendamos utilizar un GWP equivalente a CO2 único para el BC.

  • English

    Soot aerosols produced during incomplete combustion processes are agglomerates composed of quasi-spherical carbonaceous primary particles with markedly different arrangements (shape, size, and internal structure) and varying compositions. Although they have been considered to be one of the main contributors to climate change, it remains difficult to quantify their global warming potential (GWP) precisely. Exact knowledge of the optical properties of soot agglomerates (black carbon -BC) would be necessary to fairly establish a CO2 equivalent GWP. BC warming effects depend on their size and shape, and despite their limited residence time in the atmosphere, their high radiative forcing would lead to GWP ~ 2000. The quantification of BC concentrations in the atmosphere is often based on optical measurements, which usually lack accuracy. Our calculations on the direct radiative forcing of BC showed that the irregularity of the agglomerate, and their size markedly affect the cooling/heating capacity due to extreme variations of its absorbing and scattering characteristics. In addition, the estimation of the incremental radiative forcing of aerosols is challenging since it is highly dependent on local parameters such as cloudiness, surface albedo, aerosol concentration, etc., which are highly variable worldwide. Based on that, we do not recommend using a unique CO2 equivalent GWP for BC.