Выбросы чёрного углерода в развивающихся странах оказались недооценены

Глобальное распределение чёрного углерода (ЧУ) по данным измерений и моделирования с использованием широко применяемой инвентаризации выбросов. На карте показаны приземные концентрации ЧУ по измерениям сети SPARTAN за 2019–2023 годы, дополнительные измерения с использованием оригинальной схемы отбора данных с шестимесячным критерием выборки из смежных лет, а также моделирование GCHP с использованием инвентаризации выбросов CEDS за 2019 год. Измерения SPARTAN и дополнительные данные представлены цветными кругами и квадратами соответственно, окружёнными концентрическими кругами и квадратами, указывающими локальные совпадающие смоделированные концентрации GCHP. Фоновое изображение — моделирование GCHP. Врезка показывает нормированное среднее различие (NMD) по сайтам SPARTAN. Дополнительные данные получены из сети Chemical Speciation Network (CSN) и программы Interagency Monitoring of PROtected Visual Environments (IMPROVE) в США, Национальной сети наблюдения за загрязнением воздуха (NAPS) в Канаде, Европейской программы мониторинга и оценки (EMEP) в Европе, Китайской сети наблюдения за атмосферой (CAWNET) и исследования Dao et al в Китае; дополнительные данные, охватывающие в основном Африку, Южную Америку и Южную Азию, взяты из отдельных исследований. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62468-5

Чёрный углерод — сажистый побочный продукт неполного сгорания ископаемого топлива — стал значительным фактором изменения климата и влияния на здоровье человека. Исследователи из Школы инженерии Маккелви при Университете Вашингтона в Сент-Луисе использовали различные модели для сложной задачи измерения концентраций чёрного углерода в «глобальном юге» и обнаружили, что оценки этих вредных выбросов были серьёзно занижены.

Юйсюань Жэнь, аспирант лаборатории Рэндалла Мартина, профессора Школы инженерии Маккелви, возглавил исследование, характеризующее чёрный углерод на основе измерений сети Surface Particulate Matter Network (SPARTAN) — глобальной сети мониторинга, созданной Школой инженерии Маккелви.

Жэнь сосредоточился на концентрациях чёрного углерода в воздухе «глобального юга» — условной группы развивающихся стран Африки, Азии, Латинской Америки и Карибского бассейна. Исследователи обнаружили, что концентрации чёрного углерода в странах с низким и средним уровнем дохода «глобального юга» недооцениваются примерно на 38%.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Команда провела моделирование с использованием данных Системы данных о выбросах сообщества (CEDS), Базы данных выбросов для глобальных атмосферных исследований (EDGAR) и Целевой группы по межполушарному переносу загрязнения воздуха (HTAP). С помощью открытой модели химического состава атмосферы GEOS-Chem им удалось лучше связать глобальные выбросы с локальными измерениями. Однако измерение чёрного углерода — не такая простая задача, поскольку в разных регионах сжигаются различные материалы и топливо, что затрудняет сравнение данных.

«В этом регионе существуют различные виды сжигания, например, использование древесины и угля для приготовления пищи и отопления в домашних хозяйствах, — пояснил Жэнь. — Разработчики инвентаризации выбросов суммируют общее количество топлива, используемого из всех этих источников, и оценивают общие выбросы чёрного углерода в воздух. При сравнении исследований из разных регионов оценка выбросов из этих рассредоточенных и неэффективных источников является сложной задачей и может привести к определённой степени погрешности. Мы считаем, что это основная причина недооценки чёрного углерода».

Наибольшая недооценка выявлена в нескольких регионах: Дакка (Бангладеш), где сжигание сельскохозяйственных отходов, остатков урожая, дров и коровьего навоза, а также слабо регулируемые кирпичные печи способствуют выбросам чёрного углерода; Аддис-Абеба (Эфиопия), где выбросы происходят от тяжелых транспортных средств на дизельном топливе и сжигания древесины; Илорин (Нигерия) с плохо регулируемой инфраструктурой добычи нефти и газа; Мехико; Абу-Даби (ОАЭ); Бужумбура (Бурунди), где широко используются дизельные генераторы и керосин; и Канпур (Индия).

Жэнь отметил, что недооценка в этих регионах имеет глобальное значение.

«Повсеместная недооценка чёрного углерода в два-четыре раза на участках в Бангладеш, Эфиопии, Нигерии и Мексике свидетельствует о том, что радиационный эффект и влияние на здоровье чёрного углерода могут быть больше, чем предполагалось ранее. Это подчёркивает важность мер по снижению выбросов чёрного углерода, которые могут принести пользу как климату, так и здоровью, что требует дальнейшего изучения», — заявила она.

Мартин отметил преимущества сети SPARTAN.

«Эта работа опирается на многолетнее развитие сети SPARTAN. Яркой особенностью этого исследования является глобальная согласованность этой сети измерений, которая служит эталоном для глобальной оценки», — сказал Мартин.

Результаты исследования привлекают внимание к необходимости более точной характеристики вредного чёрного углерода в воздухе стран с низким и средним уровнем дохода.

«Это исследование рассматривает потенциал стратегий, направленных одновременно на улучшение здоровья человека и климата через контроль одного загрязнителя, влияющего на оба аспекта. Это захватывающая возможность», — заключил Мартин.

Дополнительная информация: Yuxuan Ren et al, Black carbon emissions generally underestimated in the global south as revealed by globally distributed measurements, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62468-5

Источник: Washington University in St. Louis