黑碳气溶胶气候效应研究进展
黑碳微观特性与气候变暖关联分析
黑碳微观特性与气候变暖关联分析随着全球工业化和能源消耗的增加，大量的黑碳（BC）排放成为导致气候变暖的主要气溶胶之一。
黑碳是一种由不完全燃烧产生的纳米级碳颗粒，具有独特的吸收和散射光线的能力，因此它对地球的气候系统和空气质量产生重要影响。
本文将探讨黑碳微观特性与气候变暖之间的关联，并分析其对气候系统的影响。
首先，黑碳微观特性与气候变暖之间存在密切关联。
黑碳颗粒的吸光性质导致它们能够吸收太阳辐射，从而引起局部和全球温度上升。
黑碳的排放主要源自燃烧过程，包括化石燃料的燃烧以及森林火灾等自然灾害。
这些活动释放出的黑碳颗粒进入大气层，在大气中存在一定时间后沉降，可能导致气候系统的变化。
其次，黑碳微观特性对气候变暖的影响主要体现在以下几个方面。
首先，黑碳作为气溶胶，在大气中吸收光线后，会产生气象学影响，例如降低地表反照率和加强大气垂直稳定性，进而对降水模式和云的形成产生影响。
其次，黑碳通过与其他气溶胶和水蒸气的作用，参与云的过程，改变云的结构和反射效果。
此外，黑碳沉降到冰雪表面会降低其反射能力，进一步加速冰雪融化的过程。
然而，黑碳微观特性与气候变暖的影响也存在一定的不确定性和复杂性。
黑碳颗粒的大小、形状和化学组成会对其吸光能力和环境效应产生重要影响。
此外，黑碳的寿命和垂直分布也会对其气候效应产生影响。
因此，准确评估黑碳的微观特性对气候变暖的影响，需要深入研究和观测数据的支持。
为了减轻黑碳对气候变暖的影响，国际社会已经采取了一系列应对措施。
例如，通过改善燃料清洁度和燃烧技术，可以减少黑碳的排放。
此外，加强森林火灾的控制和管理，也可以降低黑碳排放量。
这些措施不仅有助于减缓气候变暖的速度，还对改善空气质量、保护生态环境具有积极作用。
综上所述，黑碳微观特性与气候变暖之间存在紧密的关联。
黑碳的吸光特性导致其能够吸收太阳辐射，从而引起全球温度上升。
黑碳的微观特性对气候变暖的影响主要体现在影响气象学、云的形成和冰雪融化等方面。
黑碳气溶胶研究概况
燃烧 过程 产生 各种 各样 的气 体 和粒 子成分 ， 其 中含 有 碳 的粒 子 颗 粒 物 被 称 为 碳 质 气 溶 胶 。碳 质气 溶 胶 又 可 大 致 分 为 两 类 ：① 元 素 碳 （ Ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ，Ｅ Ｃ ） ，有 时 也 被 称 为 黑 碳 （ Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ， Ｂ Ｃ） 、石 墨 碳 （ Ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｔ ｉ ｃ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ） 、煤 烟 （ Ｓ ｏ ｏ ｔ ） 等； ② 有机 碳 （ Ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ，Ｏ Ｃ） 。有 机 碳 的产 生 与 燃烧过程 、大气 中碳 氢化合 物的气 一粒转换 等有 关 ，而 黑碳 一 般 是 在 碳 质 燃 料 不 完 全 燃 烧 过 程 中 产生的 Ｊ ，主要包括烧焦 、木炭 、煤烟等。黑碳 是大气中太 阳辐 射 的重要 吸 收体 ，与 Ｃ Ｏ ： 、Ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｆ Ｃ ｓ 等 温 室气体 相 比 ，黑碳 具 有更 宽 的 吸收 波段 ， 与 沙尘 相 比 ，其 质 量 吸 收 系 数要 大 两个 数 量 级 Ｊ 。 黑碳 是 大气 细 颗 粒 物 Ｐ Ｍ 的 主要 组 分 之一 ，同时 也被 认 为 是 烟 炱 的 主 要 组 分 ，它 在 大 气 中 的浓 度 般 较低 ，在 全 球 范 围 内 分 布 也 很 不 均 匀 ，但 其 在 大气 物 理 、 大气 化 学 和 大 气 光 学 过 程 中都 具 有 重要 的作用 。例如 ，它可 以作 为云 凝结 核 （ ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ ｃ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ｉ ，Ｃ Ｃ Ｎ） ，改 变 云 滴 尺 度 分 布 、 云光 学 特 性 和 云 中液 态 水 含 量 及 云量 Ｊ ，从 而 进 步改 变 云 的反 照 率 ，间接 影 响地 球 与 大 气 之 间 的 辐 射 平 衡 ，进 而 造 成 区 域 乃 至 全 球 气 候 变 化＿ １ ’ 。 ；作 为一 种 污染 物 ，在 大气 传 输 过 程 中 ，黑
气溶胶对气候变化的影响研究
气溶胶对气候变化的影响研究随着全球气候变化的加剧，人类已经开始关注气溶胶对气候变化的影响。
气溶胶是指悬浮在空气中的小固体或液体颗粒物，它们一般来自于自然或人为源头，包括火山喷发、沙漠风暴、人类工业和农业活动等。
气溶胶的浓度和大小对气候有着很大的影响，因此，在对气候变化和环境保护方面进行研究时，需要对气溶胶进行综合考虑。
气溶胶对气候的影响主要有两方面：一方面是直接的辐射强迫，另一方面是间接的云辐射强迫。
在大气中，气溶胶的存在会影响太阳辐射的吸收、反射和散射，从而影响大气能量平衡。
此外，气溶胶还可以通过与云形成水滴或晶体核心，影响云的反照率和持续时间，进而影响全球气候的变化。
关于气溶胶的直接辐射强迫，其具体机理是，当大气中存在气溶胶时，太阳光会被气溶胶散射、吸收和反射，从而使地表和大气中的能量减少。
这个过程中，气溶胶的类型、大小、浓度、分布和颜色对其散射行为都有很大的影响。
例如，黑碳颗粒对大气的吸收能力非常强，而硫酸盐则可以增加气溶胶的散射，从而减少太阳光穿透的能力。
因此，在研究气溶胶的直接辐射强迫时，需要考虑不同类型和大小的气溶胶的影响。
另一方面，气溶胶的间接云辐射强迫是指气溶胶对云的形成、反照率和持续时间的影响。
大气中的云对太阳辐射和地球反射的能量有显著的影响。
而气溶胶的存在，可能通过影响云的颗粒核心的形成和生长，影响云的光学性质。
一部分云与气溶胶发生反应，形成更多的云，增加云的反照率。
相反，另一部分云则因为气溶胶的存在而变薄，减少了反照率，促进气候变暖。
除了这些机理之外，气溶胶还可能通过干旱和植被碳吸收等方式，间接地从不同角度影响气候变化。
例如，人类活动导致的森林砍伐和燃烧，释放出的气溶胶和温室气体会导致森林退化，以及植被覆盖的减少，进而影响地球表面的反照率和碳循环。
总的来说，气溶胶对气候变化有着复杂的影响机理，需要对其进行综合考虑。
气溶胶的类型、大小、浓度和分布等因素，以及它们与其他气体的相互作用，都会对其与气候变化的关系产生影响。
黑碳气溶胶及其气候效应
黑碳气溶胶及其气候效应（上海大学环境与化学工程学院，上海200444）摘要：黑碳气溶胶是气溶胶的重要组成部分，因其在大气辐射强迫中的特殊作用与对气候的影响而成为近来关注的热点。
本文简要综述了黑碳气溶胶的研究近况和黑碳气溶胶对气候的影响，归纳了黑碳气溶胶研究的困难并作出展望。
关键词：黑碳气溶胶；辐射强迫；气候影响Black carbon aerosols and its effects on climateMaguowen(School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China)Abstract:black carbon aerosol is an important component of aerosol, due to itsspecial role in atmospheric radiative forcing and impact on the climate,black carbon become the focus of attention of late. This article provides a brief summary of recent research on black carbon aerosols and its impacts on climate, summarized the difficulties and prospects of black carbon aerosol research.Keywords:black carbon aerosol;atmospheric radiative forcing;climate impact1前言黑碳气溶胶(BlackCarbon)是大气气胶中一种重要组成部分,主要是含碳物质不完全燃烧产生的不定型碳质,它在可见到红外波段范围内对太阳辐射均有强烈的吸收,所以习惯上被称为黑碳气溶胶。
黑碳气溶胶
黑碳气溶胶来源：
北美和欧洲曾经是黑碳气溶胶的主要源区,工业革时期,前苏 • 黑碳来源于何处？它的实际排放量是多少 联也在黑碳气溶胶排放中占有一席之地,随着苏联解体, 放 ？它在大气以及全球的分布状况如何？它 的黑碳气溶胶有所减少,到20世纪后半期,随着发展中国家经 的碳气溶胶的重要源区。目前, 的黑碳主要产生于化石和生物燃料的燃烧 由于黑碳气溶胶排放很难直接测定,化学输送模式存在数据 来源及模式本身的误差,使得精确判别黑碳气溶胶来源具有 ，如柴油、煤、喷气机油、天然气、煤油 一定的难度,特别是源自东亚、南亚的黑碳气溶胶所占比重, 、以及木材和生物燃烧, 其排放量以及在全 仍存在很大的 球的分布仍是非常不确定的。
化改变了亚洲夏季季风环流, 从而引起中国地区 降水形势的变化。
如果他们的解释是正确的, 减少人为黑碳气溶胶的排放, 则将有助于减轻我国南方洪水、北方干旱及沙尘暴的 强度。有观点认为, 近几十年来快速变暖的原因主要是 因为非温室气体如氟氯碳化合物、等的增长, 而不是因 为化石燃料燃烧的产物、气溶胶等的增长所致。
三种观点
1 Menon
2
Hansen
3
Ackerman
Menon等利用全球气候模式(GISS)模拟中国和 印度地区气溶胶的直接辐射强迫效果, 认为吸收 性气溶胶可以影响区域性气候。研究表明中国 过去几十年的降水趋势南方降雨和洪水的增加 以及北方的干旱可能与黑碳气溶胶的增加有关 。
由于吸收性黑碳气溶胶吸收太阳辐射后加热大气, 因 而改变了大气稳定度和垂直运动, 进而影响了大尺度环 流和水循环,所以黑碳气溶胶具有重要的区域气候效果 。 他们的研究还表明, 黑碳引起大气加热的空间变
黑碳气溶胶的排放与全球变暖之间的关系, 黑 碳气溶胶的气候效果等尚需进一步的实验和理 论验证, 但鉴于黑碳气溶胶在大气环境、人类健 康等方面的“ 不良”影响, 采取紧急措施, 减少 并控制其排放是毋庸质疑的。由于黑碳在大气 中的寿命远小于二氧化碳和甲烷, 因此, 假如我 们今天就停止它的排放,那么一、二周之后它将 会从大气中消失。从这一点来讲, 控制黑碳比控 制二氧化碳和甲烷, 见效要快得多。
黑碳气溶胶研究进展_排放_清除和浓度
种途径。气溶胶粒子 的干沉降通量 定义为单位时 间、 表面积上沉积的气溶胶粒子的质量数 , 常用单位 2 是 g / ( cm s)。气溶胶粒子的干沉降通量由重力 沉降通量和向地面的湍流输送通量构成, 前者取决 于地表附近一定高度上气溶胶粒子的湍流扩散系数 和气溶胶粒子的浓度梯度 , 后者取决于气溶胶粒子 的降落速度和地表附近气溶胶粒子的浓度。气溶胶 粒子的降落速度与粒子的大 小、 密度 和形状有关。 对于黑碳气溶胶细粒子 , 是湍流输送 起主要作用。 与微量气体类似 , 在实践中常用动量或热量的湍流 扩散系数来近似地代替粒子的湍流扩散系数 , 通过 测量确定不同高度上的平均风速、 风速脉动值和气 溶胶粒子浓度, 就可以计算气溶胶粒子的湍流沉降 速度。因此 , 气溶胶粒子的干沉降速率取决于粒子 本身 的属性、 大 气的状 态和地 表特征。按照 Kas ten 报告, 在 5 km 高度, 半径 1 m 左右的粒子其 沉降速度为 0 . 55 m / h , 而天气尺度空气分子的沉降 速度为 100 . 0 m /h 。气溶胶的这一特征也使大气中 的颗粒物可以通过大气环流向下游方向输送。 大气的湿清除过程分为雨冲刷和水冲刷两类。 把最终形成降水的云的形成过程所造成的大气微量 成分清除叫做雨冲刷, 而把云底以下降落的雨滴对 大气微量成分的清除 叫做水冲刷。云一旦形成降 水 , 它对大气成分的清除作用是雨冲刷和水冲刷共 同起作用的结果。湿沉降过程能有效地清除所有尺 度的可溶性粒子以及极小的和极大的不可溶粒子。 实际上 , 我们对湿清除过程的机理和它们的量化还 [ 14] 很难描述, 通常用参数化的方式 , Junge 给出了雨 冲刷清除过程的参数化: k1 = C* E /L ( 1) 式中 k 1是云水中吸收的颗粒物浓度, C 是云所在位 置颗粒物在云形成之前的质量浓度, L 是云中液态 水含量 , E 颗粒物清除效率。 综上所述, 黑碳气溶胶是通过干、 湿沉降过程从 大气中消失的, 其寿命比温室气体要短得多, 且空间 分布极不均匀, 这正是黑碳及其他类气溶胶研究的 困难之处。
黑碳气溶胶气候变暖效应研究的收敛
黑碳气溶胶气候变暖效应研究的收敛黑碳气溶胶是大气中重要的吸光性气溶胶，可通过直接和间接辐射强迫影响地气系统的能量平衡，沉降至雪冰表面后引起气溶胶雪冰辐射反馈效应，进而对区域及全球的气候产生影响。
北极地区是全球气候变暖的放大区，黑碳气溶胶排放的增加可能是加剧该地区变暖的重要影响因素之一。
北极地区冬季黑碳浓度高于春季，冬季黑碳引起的近地表气温变化也更为强烈；气温变化导致的区域环流异常进而对水汽的分布产生影响。
因此，黑碳引起的近地表水汽混合比的变化与气温的变化具有相似的空间分布格局。
此外，近地表气温和水平风的变化也反映在边界层高度上。
通过分析黑碳引起的地表辐射变化，发现受云量影响的下行长波辐射对北极地区冬季的近地表气温有重要影响，其中云量增加引起的下行长波辐射的增强导致近地表气温的升高。
春季近地表气温的变化相对较小，可能是地表长波和短波辐射变化相互补偿的结果。
上述对北极冬、春季霾发生阶段黑碳气溶胶的气候效应研究，为进一步全面评估黑碳气溶胶对北极变暖的影响奠定基础。
黑碳气溶胶
THANKS
“ 怎样把黑碳气溶胶考虑进气 候变化的全球协议？”， 这也 是一个关键的问题。 在评价黑碳气溶胶的辐射 强迫效应时, 还有一个重要的问 题有待解决, 即实际大气中黑碳 气溶胶与其它气溶胶是怎样混 合的？混合方式如何？是内部 混合还是外部混合？它们的混 合比是多少？
讨论 燃烧排放的黑碳和有机碳颗粒可以增加环境中细粒子物质 （PM2.5）的浓度, 它们与太阳光的相互作用可以影响气候变化过程。 基于气候强迫和健康方面的考虑, 对于黑碳和有机碳的排放源、排放 清单、影响因子等的准确确定将具有非常重要的意义。 虽然目前在黑碳排放的评价上还很不准确，但是, 在相关的评价方法 和测量技术等方面的改进、提高都是非常必要的。同时, 最为关键的 是要通过多方面的努力尽量减少黑碳气溶胶的不确定因素, 包括排放 源、排放量、物理化学特性、辐射效果等。因此, 针对某一地区和全 球而言, 发展比较合理、准确、标准化的黑碳气溶胶测量方法和描述 方法已相当迫切。只有获得各个国家和地区比较准确的黑碳排放量 实测数据, 获得具有区域特点的黑碳气溶胶的各种特性, 才有可能比 较准确地评价黑碳气溶胶的各种影响和效果, 得到对各个国家和地区 乃至全球因黑碳气溶胶引起的全球变暖 黑碳气溶胶的排放与全球 变暖之间的关系, 黑碳气溶胶的气候效果等尚需进一步的实验和理论 验证, 但鉴于黑碳气溶胶在大气环境、人类健康等方面的“ 不良”影 响, 采取紧急措施, 减少并控制其排放是毋庸质疑的。
黑碳气溶胶来源：
北美和欧洲曾经是黑碳气溶胶的主要源区,工业革时期,前苏 • 黑碳来源于何处？它的实际排放量是多少 联也在黑碳气溶胶排放中占有一席之地,随着苏联解体, 放 ？它在大气以及全球的分布状况如何？它 的黑碳气溶胶有所减少,到20世纪后半期,随着发展中国家经 的辐射效果怎样？现在我们只是知道90% 济的发展,亚洲逐渐成为北极黑碳气溶胶的重要源区。目前, 的黑碳主要产生于化石和生物燃料的燃烧 由于黑碳气溶胶排放很难直接测定,化学输送模式存在数据 来源及模式本身的误差,使得精确判别黑碳气溶胶来源具有 ，如柴油、煤、喷气机油、天然气、煤油 一定的难度,特别是源自东亚、南亚的黑碳气溶胶所占比重, 、以及木材和生物燃烧, 其排放量以及在全 仍存在很大的 球的分布仍是非常不确定的。
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黑碳气溶胶气候效应研究进展摘要黑碳是目前在全球变化研究中备受关注的焦点问题之一。
本文介绍了国内外黑碳气溶胶和沉积物黑碳的研究现状，在黑碳气溶胶方面，重点归纳了其在气候效应方面的作用：黑碳气溶胶吸收太阳辐射，在大气顶产生正辐射强迫，在地表产生负辐射强迫，被认为是导致温室效应仅次于二氧化碳的第二大成分。
黑碳气溶胶既可以通过直接气候效应改变地-气系统的辐射平衡，又可以作为云凝结核或冰核改变云的微物理特性，间接影响区域或全球气候。
对黑碳气溶胶的辐射强迫及其气候效应的研究现状进行总结和分析后，指出了目前黑碳气溶胶气候效应研究中存在的不确定性，并对未来的相关研究提出了一些建议。
关键词：黑碳气溶胶；辐射强迫；气候效应AbstractBlack carbon (BC) is an attentive research topic in the field of global change. In this paper, the recent research on black carbon aerosol ans sediment black carbon is reviewed. As we know, black carbon aerosol plays an important role in climate change and has become the second important component in green house effect. The top-of-the atmosphere (TOA) forcing is positive and the surface forcing is negative due to black carbon absorbing solar radiation. Black carbon aerosol can strongly absorb the solar radiation in a very broad spectral range from the visible to infrared waveband, therefore it is thought to be a potential factor that causes the global warming. BC aerosol not only alters the radiation equilibrium of the earth-atmosphere system through its direct effect, but also indirectly affects the global or regional climate through changing cloud microphysical properties by acting as cloud condensation nuclei or ice nuclei. In this paper, we reviewed the recent progresses in the studies on the radiative forcing due to BC and its climatic effects, reported the uncertainties existing in current researches, and gave some suggestions for the relevant studies in the future.Key words : black carbon aerosol; radiative forcing; climate effect1 引言黑碳（black carbon, BC）气溶胶是大气气溶胶一种重要的组成成分，主要是含碳物质不完全燃烧产生的不定型碳质。
自工业革命以来，世界人口数量快速增长，人类大量使用煤、石油等化石燃料，另外加上农业目的的生物焚烧和汽车尾气的排放，使得大气中黑碳气溶胶的浓度迅速增加。
Bond等[1]对全球黑碳气溶胶的排放作了详细的分析，指出黑碳的排放大约为8.0 TgC/a，其中化石燃料和生物质燃烧贡献4.6 TgC/a，露天焚烧贡献3.3 TgC/a。
Ito等[2]研究表明，2000年全球化石燃料燃烧排放的黑碳气溶胶为2.8 TgC/a，且从20世纪50年代以来增加了约3倍。
50年代以前，北美和西欧为黑碳气溶胶排放的最大源，但现在位于热带地区和东亚的发展中国家已成为黑碳最大的源区[3]。
黑碳气溶胶在大气气溶胶成分中所占比例较小，一般占百分之几到百分之十几，在大气中浓度一般也较低，但它对气候和大气环境的影响却不容忽视。
黑碳气溶胶对从可见光到红外波段范围内的太阳辐射都具有强烈的吸收作用，从而增加地-气系统所吸收的太阳辐射能量，增加大气温度，已经被部分研究认为是造成全球变暖的一个潜在因子[4-7]。
目前，对黑碳气溶胶的研究受到世界各国的普遍关注，其源排放、时空分布和环境气候效应已成为当前全球和区域性大气环境与气候变化研究所关注的焦点之一。
2 黑碳气溶胶的排放历史黑碳气溶胶的来源主要有两种：自然源和人为源[8]。
自然源排放如火山爆发、森林大火等具有区域性和偶然性，而人为源排放如化石燃料和生物质燃烧却是长期和持续的[9]。
工业革命所带来的是西方资本主义经济的快速发展，也促使美国和西欧资本主义工业化国家成为世界上最大的黑碳排放源[10]：18世纪末期黑碳排放快速增长，19世纪上半时发展较为平稳。
约1950年以来，发达国家通过改良技术，提高煤等化石燃料的利用率，或者直接减少煤的使用量，黑碳的排放量开始下降。
但是发展中国家如中国和印度，1950以来黑碳的排放量却在显著增加，原因是这些国家煤还是主要的工业燃料，生物质作为燃料大量使用也是普遍存在[11]。
尽管对黑碳排放量的评估还存在极大的不确定性，但是其发展趋势还是能代表一定的现实意义。
3 黑碳气溶胶的特性3.1 颗粒特征黑碳气溶胶颗粒比较小，粒度尺度一般在0.01 ~ 1 μm之间，粒径中值为0.1 ~ 0.2 μm，尺度分布呈现积聚态[12]。
沉积物中的黑碳颗粒也有着不同的指示意义：毫米级颗粒（木炭，charcoal），搬运距离通常在火源100m以内，能反映一定范围的火烧情况[13]，经常性的被地质学家用作恢复地质时期野火发生或者植被重建的工具[14-15]；而微米级颗粒（烟炱，soot），在没有被氧化和水洗的情况下，几个月后仍然滞留在大气中[13]，反映的是大气状况[16]，有研究者用它来示踪化石燃料使用历史或者历史时期的能量结构[17]。
黑碳粒子在大气物理、大气化学、大气光学过程中都具有重要的作用[18]。
例如，可以作为云凝结核，改变云滴尺度分布、云光学特性和云量及云中液态水含量[12]；作为一种污染物，在大气传输过程中，黑碳气溶胶的表面能够吸附其他污染物，为许多污染物质（如二氧化硫、臭氧等）的非均相转化以及气—粒转化过程提供活性载体并起到催化作用[9，19]；黑碳粒子的变化将改变大气浑浊和能见度及地表的反照率[18]。
黑碳气溶胶本身不可以由其他污染物反应生成或在大气中经化学过程清除，其清除过程有大气的干湿沉降两种途径[12]，因此，在大气监测中黑碳气溶胶可以作为污染示踪剂表征气团传输过程[12，18]。
3.2 光学特性黑碳气溶胶在大气中存在的重要意义在于对太阳辐射的吸收作用。
决定其辐射特性的几个物理量包括负折射指数、消光系数、单次散射反照率、不对称因子等等。
3.2.1 负折射指数黑碳气溶胶的吸收特性主要取决于其负折射指数（尤其是虚部）等[20]。
负折射指数与燃烧物质的原生组分及燃烧过程有很密切的关系，随粒子中碳氢含量的变化而变化。
黑碳气溶胶粒子越接近于纯碳（如石墨）则折射指数越大[9]。
同一过程所产生的黑碳气溶胶，其虚部在整个波长范围内大约在-1.0 ~ -0.4之间变化，实部的变化不大[21]。
3.2.2 消光系数粒子的消光系数是散射系数和吸收系数之和[22]。
由于黑碳气溶胶对太阳辐射的强吸收作用，其消光系数的大小主要由吸收系数决定。
黑碳气溶胶的粒径在亚微米量级上，因此，其在长波波段的辐射效应非常小。
例如，黑碳气溶胶在波长小于1 μm的短波范围内具有较强的消光作用，而随着波长的增大，消光作用逐渐减弱（主要是吸收作用）[23]。
3.2.3 单次散射反照率与不对称因子单次散射反照率为散射系数和消光系数的比值，是气溶胶影响全球和区域气候的关键参数。
马井会等[21]研究指出，黑碳气溶胶的单次散射反照率均小于0.35。
Satheesh 等[24]在模拟热带印度洋地区自然和人为气溶胶时所选用的单次散射反照率值为0.2。
不对称因子的值一般都小于0.5，呈现出前项散射较小、以后向散射为主的特性，在小于3 μm的短波区随波长呈单调递减趋势。
3.2.4 光学厚度马井会等[21]、张华等[25]利用辐射传输模式计算出黑碳气溶胶光学厚度在冬（12 ~ 2月）、夏（6 ~ 8月）两季的全球分布情况：黑碳气溶胶光学厚度分布具有明显的季节和地理差异。
冬季大于夏季，陆地大于海洋，北半球大于南半球，北半球中高纬地区大于低纬度地区，与黑碳气溶胶的浓度分布基本呈对应关系。
季节差异的原因主要是冬季取暖等燃料消耗增多，而地理差异的原因是人类活动主要集中在北半球。
不同地区，气溶胶的质量浓度和光学厚度分布并不总是存在一致的对应关系。
马井会等[21]的研究中以西欧和东亚为例，冬季黑碳气溶胶的浓度最大值出现在在西欧，但是，由于其吸收系数和散射系数的最大值在东亚，所以，光学厚度的最大值出现在东亚地区。
3.2.5 地面反照率和天顶角地表反照率（Albedo）为地球表面反射的太阳短波辐射与地面入射太阳短波辐射之比，表示地球表面对太阳辐射的反射能力，是影响辐射强迫的重要因素[13-27]。
张华等[25]的敏感性试验表明：对流层顶黑碳气溶胶的正辐射强迫和地面负辐射强迫的绝对值随地表反照率的增加线性增大。
因此，对相同浓度的黑碳气溶胶，在不同的下垫面情况下，造成的对流层顶辐射强迫的分布和强度会有所不同，由此产生不同的气候效应。
黑碳气溶胶在对流层顶的正辐射强迫和在地面的负辐射强迫的绝对值，随太阳天顶角的余弦线性增加。
这一现象说明，在同一地区同样浓度的黑碳气溶胶，如果发生的季节和时间不同，对整个地气系统的影响程度就会有所不同[25]。
4 黑碳气溶胶的全球浓度分布按照GADS给出的气溶胶年平均浓度的全球分布，黑碳气溶胶质量浓度分布具有明显的季节和地理差异。
陆地高于海洋，北半球高于南半球。