Black Carbon (BC) ist eine sehr feine Form von Partikeln auf Basis des Elements Kohlenstoff, die bei unvollständigen Verbrennungsprozessen entsteht und häufig als Ruß bezeichnet wird. Ab 2009 wurde es von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als ein wichtiger Faktor für die globale Erwärmung angesehen, wo es Infrarot-Wärmeemissionen aus der Erdatmosphäre zurück in den Weltraum blockieren kann. Schätzungen gehen davon aus, dass Ruß für 10 bis 40 % aller Strahlungsblockierung verantwortlich ist, obwohl er in der oberen Atmosphäre nur eine kurze Lebensdauer von wenigen Wochen hat, im Gegensatz zu einem Treibhausgas wie Kohlendioxid, das bis zu ein Jahrhundert in der Atmosphäre, bevor es chemisch abgebaut wird. Die wichtigsten menschlichen Aktivitäten, die schwarze Ruß-Aerosole produzieren, sind die Verbrennung von Holz und Pflanzen, die Verwendung von Kohle zur Energieerzeugung und der Betrieb von dieselbetriebenen Motoren. In den USA beispielsweise werden seit 2011 90 % aller BC-Emissionen im Transportsektor von dieselbetriebenen Lkw erzeugt.
Das Element Kohlenstoff geht mit vielen anderen Elementen in der Natur Bindungen ein, und schwarzer Kohlenstoff selbst kann verschiedene Formen annehmen. Im Gegensatz zu stabilen Verbindungen wie Black Diamond Carbon oder Black Carbon Steel ist atmosphärischer Ruß jedoch eine Form des Elements, die aufgrund des Ausgangsmaterials, aus dem sie stammt, in der Regel schwach an organische Moleküle gebunden ist. Wenn es eine mikrokristalline Struktur enthält, die Graphit ähnelt, kann es sichtbare Lichtstrahlen sowie längerwelliges Infrarotlicht, die als Wärmestrahlung bezeichnet wird, absorbieren, die normalerweise aus der oberen Atmosphäre in den Weltraum entweichen und eine Überhitzung des Planeten verhindern.
Jüngste Forschungen im 21. Jahrhundert haben ergeben, dass die Emissionen von Ruß nach Kohlendioxid das zweitgrößte Element sind, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Sie werden auch als Verschmutzungsquelle angesehen, die aufgrund der kurzen Verweildauer des Materials in der Atmosphäre leicht reduziert werden kann. Verbesserte Wirkungsgrade von Heizgeräten oder Kochtechnik in Entwicklungsländern sowie Luftreinhaltung bei Kohlekraftwerken und Dieselmotoren könnten die Verschmutzungsraten von BC in großem Umfang schnell senken.
Dieselbetriebene Fahrzeuge und Industrieanlagen können mit Wäschern nachgerüstet werden, die über eine Lebensdauer der Partikelfalle von acht Jahren bis zu 70 % der Rußemissionen vermeiden können. Der Ersatz von Kochherden in Ländern wie Indien und China, in denen Kohle oder andere Biomasse verbrannt wird, durch Flüssiggas-(LPG)-befeuerte Kochherde wird ebenfalls als praktischer und wirtschaftlicher Weg zur Reduzierung der Rußemissionen angesehen. Da Ruß ein wesentlicher Faktor für Atemwegserkrankungen ist, würde dies auch die Gesundheit derjenigen verbessern, die von der Luftverschmutzung durch BC-Öfen betroffen sind.
Studien aus dem Jahr 2009 in der Arktis und Antarktis und aus dem Jahr 2010 im Himalaya-Gebirge haben gezeigt, dass Ruß ein wesentlicher Faktor für das Abschmelzen von Gletschern ist. Dies trotz der Tatsache, dass die Emissionen von BC hauptsächlich aus tropischen Regionen stammen, wobei ostasiatische Nationen mengenmäßig ein Hauptproduzent des Schadstoffs sind. Ein wesentlicher Faktor für die Emissionsraten von Ruß ist die Entwaldung in tropischen Regenwaldgebieten. Die Verringerung der Entwaldung wird als eine leichter zu mildernde Verschmutzungsquelle angesehen als frühere Versuche, das Niveau der globalen Erwärmung von Gasen wie Kohlendioxid und Stickoxid zu reduzieren, die unvermeidliche Nebenprodukte der weltweiten Industrie- und Verkehrsnetze sind.