Tác nhân gây nhiệt: Vai trò của carbon nâu sẫm trong sự nóng lên toàn cầu

Ó Cá

17-04-2025

As time passes, news about the now hotter Earth buzzes through the bird village. Those kingfishers residing along the banks of the Red River often report drying riverbeds and skinny fish. As Kingfisher casts his gaze upon the events that have unfolded, he can’t help but feel a sense of unease creeping up within him. He decides to collect all the scientific information concerning climate change and greenhouse gas emissions.

In “GHG Emissions”; Wild Wise Weird [1]

Đốt sinh khối từ cháy rừng và các hoạt động nông nghiệp từ lâu đã được biết là nguồn phát thải carbon đen (black carbon – BC), một loại hạt có khả năng làm nóng khí hậu rất mạnh [2,3]. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới công bố trên One Earth đã hé lộ một tác nhân khác ít được biết đến nhưng không kém phần quan trọng: carbon nâu đậm (dark brown carbon – d-BrC) [4].

Khác với carbon nâu thông thường (brown carbon – BrC) vốn hòa tan trong nước và chủ yếu hấp thụ ánh sáng trong vùng tử ngoại, d-BrC không hòa tan trong nước và có khả năng hấp thụ mạnh trên cả phổ ánh sáng nhìn thấy và cận hồng ngoại—khuếch đại đáng kể tác động ấm lên của nó [5].

Sử dụng mô hình truyền tải hóa học toàn cầu GEOS-Chem, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng lượng phát thải và hiệu ứng bức xạ của d-BrC. Kết quả cho thấy d-BrC gây ra hiệu ứng bức xạ trực tiếp (direct radiative effect – DRE) toàn cầu trung bình là +0.208 W/m²—gần tương đương với carbon đen (+0.269 W/m²) và cao hơn nhiều so với các ước tính trước đây đối với BrC. Tại các khu vực có hoạt động đốt sinh khối mạnh như châu Phi cận Sahara và Đông Nam Á, d-BrC chiếm đến 73% tổng lượng hấp thụ aerosol [4].

Các mô phỏng này được kiểm nghiệm bằng dữ liệu thực tế từ bốn chiến dịch bay lớn: WE-CAN, FIREX-AQ, ORACLES và ATom. Khi đưa d-BrC vào mô hình, sai số giữa kết quả mô phỏng và dữ liệu quan trắc giảm đáng kể. Trong khi đó, các mô hình truyền thống không xét đến d-BrC đều có xu hướng đánh giá thấp lượng nhiệt hấp thụ trong khí quyển—chỉ ra một khoảng trống hệ thống trong các đánh giá khí hậu trước đây.

Một phát hiện quan trọng là khả năng "kháng ánh sáng" (resistance to photobleaching) của d-BrC, cho phép nó duy trì khả năng hấp thụ mạnh ngay cả sau khi đã già hóa trong khí quyển. Điều này trái ngược với BrC thông thường, vốn nhanh chóng mất khả năng hấp thụ sau một thời gian. Tính bền vững và hiệu ứng mạnh của d-BrC cho thấy việc không đưa yếu tố này vào các mô hình khí hậu có thể đã dẫn đến việc đánh giá thấp tác động làm ấm từ việc đốt sinh khối.

Nghiên cứu này làm sáng tỏ một mắt xích bị đánh giá thấp trong mối liên hệ giữa khí hậu – tự nhiên – con người [6,7]. Khi cháy rừng và đốt sinh khối ngày càng gia tăng do biến đổi khí hậu và biến đổi mục đích sử dụng đất, lượng phát thải d-BrC có thể tiếp tục tăng, khuếch đại hiện tượng nóng lên toàn cầu. Việc công nhận và mô hình hóa chính xác vai trò của d-BrC là điều thiết yếu để cải thiện dự báo khí hậu và xây dựng các chiến lược giảm nhẹ hiệu quả.

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Liu D, et al. (2020). Lifecycle of light-absorbing carbonaceous aerosols in the atmosphere. npj Climate and Atmospheric Science, 3, 40. https://www.nature.com/articles/s41612-020-00145-8 

[3] Jain P, et al. (2022). Observed increases in extreme fire weather driven by atmospheric humidity and temperature Nature Climate Change, 12, 63-70. https://www.nature.com/articles/s41558-021-01224-1 

[4] Chakrabarty RK, ∙ et al. (2023). Shortwave absorption by wildfire smoke dominated by dark brown carbon. Nature Geoscience, 16, 683-688. https://www.nature.com/articles/s41561-023-01237-9

[5] Wang X, et al. (2025). Dark brown carbon from biomass burning contributes to significant global-scale positive forcing. One Earth, 8(3), 101205. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2025.101205 

[6] Vuong QH. (2018). The (ir)rational consideration of the cost of science in transition economies. Nature Human Behaviour, 2, 5. https://www.nature.com/articles/s41562-017-0281-4 

[7] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267