Diagramma schematico che illustra lo stato di miscelazione dei globuli rossi durante la combustione ardente (a sinistra) e la combustione senza fiamma (a destra). Credito:Xiaole PAN
Come forzatore climatico di breve durata, gli aerosol di black carbon nell'atmosfera svolgono un ruolo vitale nel cambiamento climatico assorbendo la radiazione solare e alterando la formazione, durata della vita e albedo delle nuvole. Fornisce anche "seme" per la formazione di foschia su scala urbana/regionale. Nel nord della Cina, combustione a biomassa aperta (OBB), come la paglia che brucia dopo la raccolta, è una delle fonti importanti di carbonio nero refrattario (rBC). OBB emette sia particelle di fuliggine che notevoli quantità di sostanze organiche semi-volatili, entrambi subiranno un processo di miscelazione ed evoluzione molto complicato nell'atmosfera per modificare la loro capacità di formare nuclei di condensazione delle nubi.
Attualmente, lo stato di miscelazione dell'aerosol OBB viene solitamente studiato attraverso studi sul campo. A causa di influenze come fattori meteorologici, diffusione e trasmissione, lo stato di miscelazione dei globuli rossi normalmente cambia in modo significativo con il tempo di invecchiamento. Al fine di caratterizzare meglio il processo di invecchiamento dei globuli rossi, è urgente studiare i globuli rossi appena emessi durante l'intero processo di combustione. Il dott. PAN Xiaole del CAS Institute of Atmospheric Physics ei suoi collaboratori giapponesi hanno condotto esperimenti di laboratorio di combustione per simulare e studiare l'emissione di globuli rossi e le caratteristiche dello stato di miscelazione in diverse condizioni di combustione. È stato riscontrato che il diametro modale della distribuzione delle dimensioni di massa dei globuli rossi è chiaramente diminuito in modo evidente quando lo stato di combustione della biomassa è passato da dominante fiammeggiante a dominante senza fiamma.
"Questo risultato indica che il processo di coagulazione/crescita dei globuli rossi è stato intenso durante la combustione con fiamma a causa della produzione sostanziale di particelle precursori dei globuli rossi, " dice il dottor PAN.
Per di più, a causa della forte emissione di sostanze organiche semi-volatili e del minor tasso di produzione di particelle di globuli rossi durante la combustione senza fiamma, lo spessore del rivestimento delle particelle di globuli rossi era in media del 20% superiore a quello della combustione con fiamma. Questa scoperta è stata determinante per la comprensione globale dell'evoluzione dello stato misto dell'aerosol di carbonio nero e del suo effetto forzante della radiazione climatica.