黑碳?xì)馊苣z是化石燃料和生物質(zhì)不完全燃燒的產(chǎn)物，具有強(qiáng)烈的吸光性，是僅次于二氧化碳的大氣升溫氣候強(qiáng)迫因子。黑碳沉降到雪冰中會(huì)導(dǎo)致雪冰表面反照率降低，從而加速冰川和積雪的消融，進(jìn)而改變區(qū)域的水文過程以及水資源變化。青藏高原被譽(yù)為“亞洲水塔”，是亞洲數(shù)條大江大河的發(fā)源地，水資源變化事關(guān)十億人口的用水安全。

　　青藏高原毗鄰的南亞地區(qū)是目前全球黑碳高排放區(qū)之一，模式與地球化學(xué)證據(jù)均顯示，南亞黑碳?xì)馊苣z能夠跨越喜馬拉雅山脈輸送到青藏高原內(nèi)陸地區(qū)，南亞排放源對(duì)青藏高原黑碳?xì)馊苣z的貢獻(xiàn)達(dá)到60%以上，并主要影響高原的南部和中部地區(qū)（Yang et al., 2018；Mukesh et al.，2022）。同時(shí)，對(duì)冰川和積雪的觀測(cè)與模擬研究發(fā)現(xiàn)，黑碳?xì)馊苣z對(duì)青藏高原雪表反照率降低的貢獻(xiàn)平均約為 20%（范圍 10~50%），導(dǎo)致高原冰川消融增加約 20%（范圍 15~40%），并使得積雪期減少 3~4 天。由此，南亞黑碳?xì)馊苣z的跨境傳輸對(duì)青藏高原冰凍圈的加速消融影響顯著（Kang et al., 2019）。 

　　最新的一項(xiàng)研究從南亞黑碳?xì)馊苣z影響區(qū)域降水的角度，分析其對(duì)青藏高原冰川變化的影響。研究發(fā)現(xiàn)，21世紀(jì)以來，南亞黑碳?xì)馊苣z通過改變南亞季風(fēng)水汽輸送，進(jìn)而間接影響青藏高原冰川的物質(zhì)補(bǔ)給。其主要機(jī)制是，南亞黑碳?xì)馊苣z導(dǎo)致中高層大氣增溫，增加了南北氣溫梯度，增強(qiáng)了南亞區(qū)域的對(duì)流活動(dòng)，使得水汽在南亞當(dāng)?shù)剌椇希煌瑫r(shí)，黑碳可以增加大氣中的云凝結(jié)核數(shù)量（圖1）。黑碳?xì)馊苣z引起的這些氣象條件變化，使得更多的水汽在南亞當(dāng)?shù)匦纬山邓?，從而傳輸?shù)角嗖馗咴乃麥p少，導(dǎo)致高原中部和南部季風(fēng)期降水減少，特別是高原南部減少顯著（圖2），降水的減少進(jìn)一步帶來冰川的物質(zhì)補(bǔ)給減少。在2007-2016年間，減少的物質(zhì)補(bǔ)給占青藏高原平均冰川物質(zhì)虧損的11.0%，而在高原南部達(dá)到22.1%（圖3）。 

　　由此，南亞黑碳?xì)馊苣z對(duì)青藏高原冰川消融具有直接和間接效應(yīng)，即跨境傳輸和沉降導(dǎo)致的高原冰川加速消融為直接效應(yīng)；而減少高原夏季降水量，即降低高原冰川的物質(zhì)補(bǔ)給量，進(jìn)而使得冰川物質(zhì)虧損量增大為間接效應(yīng)。南亞黑碳?xì)馊苣z直接和間接效應(yīng)的共同作用，加速了以冰川為主體的“亞洲水塔”水資源損失。未來預(yù)估指出，南亞黑碳?xì)馊苣z排放仍將持續(xù)增加。為了“亞洲水塔”水資源的可持續(xù)利用，南亞地區(qū)黑碳減排勢(shì)在必行。 

　　該成果以 “South Asian black carbon is threatening the water sustainability of the Asian Water Tower”為題發(fā)表在國際知名綜合性期刊Nature Communications上，由中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室康世昌課題組聯(lián)合瑞典哥德堡大學(xué)陳德亮教授、美國猶他州立大學(xué)Robert Gillies教授、中山大學(xué)吉振明副教授等相關(guān)單位的科研人員完成。研究論文的第一作者為楊俊華副研究員，通訊作者為康世昌研究員和Robert Gillies教授。該研究獲得了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（STEP）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。 

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35128-1 

　　其它相關(guān)文獻(xiàn)： 

　　Kang, S.C., Zhang, Q.G., Qian, Y., et al. Linking Atmospheric Pollution to Cryospheric Change in the Third Pole Region: Current Progresses and Future Prospects. National Science Review, nwz031, 2019. Doi: 10.1093/nsr/nwz031. 

　　Yang, J.H., Kang, S.C., Ji, Z.M., Chen. D.L. Modeling the origin of anthropogenic black carbon and its climatic effect over the Tibetan Plateau and surrounding regions. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 123(2).671-692. 2018. 

　　Rai, M., Kang, S.C., Yang, J.H., Chen, X.T., Hu, Y.L., Rupakheti, D. Tracing atmospheric anthropogenic black carbon and its potential radiative response over pan-third pole region: A synoptic-scale analysis using WRF-Chem. Journal of Geophysical Research-Atmosphere, 127(6), e2021JD035772. 2022.