Исследование феноменологического и физико-химического механизма дымовой эмиссии при пожарах в бореальных лесах Сибири

Спутниковые наблюдения показывают, что пожары ежегодно происходят на площади 10-14 млн. га в лесах Сибири, при этом сгорает 300-500 млн. тонн биомассы. При горении биомассы выделяются как газовые продукты, так и аэрозольные дымовые частицы. Доля аэрозольной эмиссии варьируется от 1-2 до 5-7% от количества сгоревшей биомассы в зависимости от условий горения. Роль аэрозолей в атмосферном теплообмене является доминирующей, так как в эмиссии присутствуют высокодисперсные частицы, в значительной мере состоящие из элементного углерода. Такие частицы, находясь во взвешенном состоянии в атмосфере, поглощают и рассеивают солнечный свет, влияют на теплообмен между земной поверхностью, атмосферой и солнечной радиацией и, следовательно, могут действовать на климат. Важно отметить, что потенциальное климатическое действие аэрозольной эмиссии (охлаждение) является компенсирующим к действию газовых продуктов (двуокись углерода, метан), гипотетически приводящих к глобальному потеплению. Поэтому сведения о количестве, химическом и дисперсном составе эмиссии от крупномасштабных лесных пожаров являются необходимыми для создания и верификации прогностических компьютерных моделей глобального или регионального климатического тренда. Они важны в исследованиях оптических и химических свойств атмосферы, а также для оценок респираторного качества приземного воздуха. Физико-химические механизмы образования первичных дисперсных объектов в зоне горения биомассы и их последующие физические и химические конверсии исследованы очень слабо. Имеются феноменологическое представление (в т.ч. наши собственные) о горении биомассы, приводящем к появлению в зоне горения дисперсных объектов различной природы и размеров, сопровождаемого их сгоранием, конденсацией и коагуляцией, обугливанием и конвективным выносом дымовых частиц за пределы пламенного или тлеющего горения.