Vol. 31, issue 08, article # 7

Sakerin S.M., Golobokova L.P., Kabanov D.M., Kozlov V.S., Pol'kin V.V., Radionov V.F., Chernov D.G. Comparison of average aerosol characteristics in the neighboring Arctic regions. // Optika Atmosfery i Okeana. 2018. V. 31. No. 08. P. 640–646 [in Russian].
Copy the reference to clipboard
Abstract:

We discuss the results of comparison of the average physical-chemical aerosol characteristics in the neighboring regions: in the Arctic settlement Barentsburg (Spitsbergen Archipelago) and over the Barents Sea. A small (less than 0.02) excess of the atmospheric aerosol optical depth in the island area over the maritime region is noted. The aerosol microphysical characteristics differ stronger in the near-ground layer: the black carbon concentrations are (a factor of 4) larger in Barentsburg, and particle concentrations are (a factor of 2.4) larger over sea. The absolute concentrations of ions in the atmosphere of Barentsburg are several-fold smaller than over sea. However, with respect to the relative content, Na+, Cl- and NH4+, SO42- ions predominate in both regions, indicating equivalent contributions of continental and maritime sources.

Keywords:

aerosol, black carbon, ionic composition, Spitsbergen, Barents Sea

References:

    1.    Tomasi C., Kokhanovsky A.A., Lupi A., Ritter C., Smirnov A., Mazzola M., Stone R.S., Lanconelli C., Vitale V., Holben B.N., Nyeki S., Wehrli C., Altonen V., de Leeuw G., Rodriguez E., Herber A.B., Stebel K., Stohl A., O’Neill N.T., Radionov V.F., Zielinski T., Petelski T., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Xue Y., Mei L., Istomina L., Wagener R., McArthur B., Sobolewski P.S., Butler J., Kivi R., Courcoux Y., Larouche P., Broccardo S., Piketh S.J. Aerosol remote sensing in polar regions // Earth-Sci. Rev. 2015. V. 140. P. 108–157.
   2. Shantz N.C., Gultepe I., Andrews E., Zelenyuk A., Earle M.E., Macdonald A.M., Liua P.S.K., Leaitch W.R. Optical, physical, and chemical properties of springtime aerosol over Barrow Alaska in 2008 // Int. J. Climatol. 2014. V. 34. P. 3125–3138. DOI: 10.1002/joc.3898.
   3. Eleftheriadis K. Vratolis S., Nyeki S. Aerosol black carbon in the European Arctic: Measurements at Zeppelin Station, NyÅlesund, Svalbard from 1998–2007 // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. P. L02809. DOI: 10.1029/2008GL035741.
   4. Herber A., Thomason L.W., Gernandt H., Leiterer U., Nagel D., Schulz K., Kaptur J., Albrecht T., Notholt J. Continuous day and night aerosol optical depth observations in the Arctic between 1991 and 1999 // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. P. 4097. DOI: 10.1029/ 2001JD000536.
   5. Croft B., Martin R.V., Leaitch W.R., Tunved P., Breider T.J., D’Andrea S.D., Pierce J.R. Processes controlling the annual cycle of Arctic aerosol number and size distributions // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16.  P. 3665–3682.  DOI: 10.5194/acp-16-3665-2016.
   6. Chen Y.-C., Hamre B., Frette Q., Muyimbwa D., Blindheim S., Stebel K., Sobolewski P., Toledano C., Stamnes J. Aerosol optical properties in Northern Norway and Svalbard // Appl. Opt. 2016. V. 55, N 4. P. 660–672. DOI: 10.1364/AO.55.000660.
   7. Stone R.S., Sharma S., Herber A., Eleftheriadis K., Nelson D.W. A characterization of Arctic aerosols on the basis of aerosol optical depth and black carbon measurements // Elementa. Sci. Anth. 2014. V. 2. 27 p. DOI: 10.12952/journal.elementa.000027.
   8. Shevchenko V.P., Vinogradova A.A., Lisitsyn A.P., Navigatskij A.N., Goryunova N.V. Atmosfernye aerozoli kak istochnik osadochnogo veshchestva i zagryaznenij v Severnom Ledovitom okeane // Sistema morya Laptevyh i prilegayushchih morej Arktiki: sovremennoe sostoyanie i istoriya razvitiya. M.: Izd-vo Mosk. un-ta, 2009. P. 150–172.
   9. Shevchenko V.P., Starodymova D.P., Vinogradova A.A., Lisitsyn A.P., Makarov V.I., Popova S.A., Sivonen V.V., Sivonen V.P. Elementnyj i organicheskij uglerod v atmosfernom aerozole nad severo-zapadnym poberezh'em Kandalakshskogo zaliva Belogo morya // Dokl. AN. 2015. V. 461, N 1. P. 70–74.
10. Starodymova D.P., Vinogradova A.A., Shevchenko V.P., Zaharova E.V., Sivonen V.V., Sivonen V.P. Elementnyj sostav prizemnogo aerozolya u severo-zapadnogo poberezh'ya Kandalakshskogo zaliva Belogo morya // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 11. P. 956–961; Starodumova D.P., Vinogradova A.A., Shevchenko V.P., Zakharova E.V., Sivonen V.V., Sivonen V.P. Elemental composition of near-ground aerosol near the northwestern coast of Kandalaksha Bay of the White Sea // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 2. P. 181–186.
11. Vinogradova A.A., Vasil'eva A.V. Chernyj uglerod v vozduhe severnyh rajonov Rossii: istochniki, prostranstvennye i vremennye variatsii // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 6. P. 467–475; Vinogradova A.A., Vasileva A.B. Black carbon in air over northern regions of Russia: Sources and spatiotemporal variations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 533–541.
12. Makshtas A.P., Uttal T. Nachalo sovmestnyh Rossijsko-amerikanskih atmosfernyh nablyudenij v Tiksi // Rossijskie polyarnye issledovaniya. 2010. N 2. P. 35–38.
13. Savatyugin L.M., Solov'yanova I.Yu. Rossijskij nauchnyj tsentr na arhipelage Shpitsbergen // Rossijskie polyarnye issledovaniya. 2011. N 1. P. 13–15.
14. Makshtas A.P., Sokolov V.T. Nauchno-issledovatel'skij statsionar «Ledovaya baza “Mys Baranova”» – letnij polevoj sezon 2014 year. // Rossijskie polyarnye issledovaniya. 2014. N 3. P. 10–12.
15. Antohina O.Yu., Antohin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Nedelec Ph., Paris J.-D., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Vertikal'noe raspredelenie gazovyh i aerozol'nyh primesej vozduha nad rossijskim sektorom Arktiki // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 12. P. 1043–1052.
16. Arshinov M.YU., Belan B.D., Voronetskaya N.G., Golovko A.K., Davydov D.K., Kozlov A.S., Pevneva G.S., Simonenkov D.V., Fofonov A.V. Organicheskij aerozol' v atmosfere Sibiri i Arktiki. Pt. 1. Geograficheskie osobennosti i vremennaya dinamika // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 8. P. 716–722.
17. Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Polkin Vas.V., Polkin Vik.V., Shmirko K.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, iss. 21. P. 12413–12443. DOI: 10.5194/acp-15-1-2015.
18. Terpugova S.A., Zenkova P.N., Kabanov D.M., Pol'kin V.V., Golobokova L.P., Panchenko M.V., Sakerin S.M., Lisitsyn A.P., Shevchenko V.P., Politova N.V., Kozlov V.S., Hodzher T.V., Shmargunov V.P., Chernov D.G. Rezul'taty issledovanij harakteristik aerozolya v atmosfere Karskogo i Barentseva morej v letne-osennij period 2016 year. // Optika atmosf. i okeana. 2018. V. 31, N 5. P. 391–402.
19. Sakerin S.M., Golobokova L.P., Kabanov D.M., Kozlov V.S., Radionov V.F., Sidorova O.R., Turchinovich Yu.S., Hodzher T.V., Huriganova O.I., Chernov D.G. Sezonnaya i mezhgodovaya izmenchivost' harakteristik aerozolya v arkticheskom poselke Barentsburg (arh. Shpitsbergen, 2011–2017) // Optika atmosf. i okeana. Fiz. atmosf.: Materialy XXIV Mezhdunar. simpoz. 2–5 july 2018 year. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2018. С67–С71.
20. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Radionov V.F., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Lubo-Lesnichenko K.E., Prahov A.N. Obobshchenie rezul'tatov izmerenij spektral'noj aerozol'noj opticheskoj tolshchiny atmosfery na arh. Shpitsbergen v 2011–2016 years. // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 11. P. 948–955. DOI: 10.15372/AOO20171107; Sakerin S.M., Kabanov D.M., Radionov V.F., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Lubo-Lesnichenko K.E., Prakhov A.N. Generalization of results of atmospheric aerosol optical depth measurements on Spitsbergen Archipelago in 2011–2016  // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 2. P. 163–170.
21. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Pol'kin V.V., Golobokova L.P., Zenkova P.N., Kessel' A.S., Pol'kin Vas.V., Radionov V.F., Terpugova S.A., Urazgil'deeva A.V., Hodzher T.V., Huriganova O.I. Osobennosti prostranstvennogo raspredeleniya harakteristik aerozolya nad arkticheskimi moryami // Optika atmosf. i okeana. Fiz. atmosf.: Materialy XXIV Mezhdunar. simpoz. 2–5 july 2018 year. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2018. С22–С26.
22. Manual for sampling and chemical analysis, EMEP Cooperative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe, NILU: EMEP/CCC-Report 1/95, Reference: 0-7726. EMEP, 1996. 176 p.
23. Golobokova L.P., Pol'kin V.V., Kabanov D.M., Terpugova S.A., Chernov D.G., Chipanina E.V., Hodzher T.V., Netsvetaeva O.G., Panchenko M.V., Sakerin S.M. Issledovaniya atmosfernogo aerozolya v arkticheskih rajonah Rossii // Led i Sneg. 2013. N 2 (122). P. 129–136.
24. Smirnov A., Holben B.N., Slutsker I., Giles D., McClain C.R., Eck T.F., Sakerin S.M., Macke А., Croot P., Zibordi G., Quinn P., Sciare J., Kinne S., Harvey M., Smyth T., Piketh S., Zielinski T., Proshu-tinsky A., Goes J., Seigel D.A., Larouche P., Radio-nov V.F., Goloub P., Krishnamoorthy K., Matarrese R., Robertson L., Jourdin F. Maritime aerosol network as a component of Aerosol Robotic Network // J. Geoph. Res. 2009. V. 114. P. D06204. DOI: 10.1029/ 2008JD011257.
25. Kabanov D.M., Sakerin S.M., Kruglinskij I.A., Ritter C., Sobolewski P.S., Zielinski T. Sravnenie aerozol'nyh opticheskih tolshch atmosfery, izmeryaemyh raznymi fotometrami v trekh rajonah arhipelaga Shpitsbergen // Optika atmosf. i okeana. Fiz. atmosf.: Materialy XXIV Mezhdunar. simpoz. 2–5 july 2018 year. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2018. С137–С140.
26. Sviridenkov M.A. Opredelenie harakteristik atmosfernogo aerozolya po spektral'nym izmereniyam prozrachnosti i malouglovogo rasseyaniya // Optika atmosf. i okeana. 2001. V. 14, N 12. P. 1115–1118.
27. Sakerin S.M., Golobokova L.P., Kabanov D.M., Pol'kin V.V., Radionov V.F. Zonal'noe raspredelenie fiziko-himicheskih harakteristik aerozolya v Vostochnoj Atlantike // Optika atmosf. i okeana. 2018, V. 31, N 4. PC. 303–312.
28. Yamagata S., Kobayashi D., Ohta S., Murao N., Shiobara M., Wada M., Yabuki M., Konishi H., Yamanouchi T. Properties of aerosols and their wet deposition in the arctic spring during ASTAR2004 at Ny-Alesund, Svalbard // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 261–270.
29. Udisti R., Bazzano A., Becagli S., Bolzacchini E., Caiazzo L., Cappelletti D., Ferrero L., Frosini D., Giardi F., Grotti M., Lupi A., Malandrino M., Maz-zola M., Moroni B., Severi M., Traversi R., Viola A., Vitale V. Sulfate source apportionment in the Ny-Alesund (Svalbard Islands) Arctic aerosol // Rend. Fiz. Acc. Lincei. 2016. V. 27. P. 85–94. DOI: 10.1007/ s12210-016-0517-7.
30. Quinn P.K., Bates T.S., Schulz K., Shaw G.E. Decadal trends in aerosol chemical composition at Barrow, Alaska: 1976–2008 // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 8883–8888.
31. Fenger M., Sørensen L.L., Kristensen K., Jensen B., Nguyen Q.T., Nøjgaard J.K., Massling A., Skov H. Becker T., Glasius M. Sources of anions in aerosols in northeast Greenland during late winter // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 1569–1578.
32. Sirois A., Barrie L.A. Arctic lower troposphere aerosol trends and composition at Alert, Canada: 1980–1995 // J. Geophys. Res. 1999. V. 104, N D9. P. 11599–11618.
33. Pol'kin V.V., Shchelkanov N.N., Golobokova L.P., Panchenko M.V. Sravnenie metodik otsenki vklada kontinental'nyh i morskih istochnikov v ionnyj sostav privodnogo aerozolya Belogo morya // Optika atmosf. i okeana. 2008. V. 21, N 1. P. 23–26.
34. Bouwman A.F., Lee D.S., Asman W.A.H., Dentener F.J., van der Hoeck K.W., Olivier J.G.J. A global high-resolution emission inventory for ammonia // Global Biogeochem. Cycles. 1997. № 11. P. 561–587.
35. Behera S.N., Sharma M., Aneja V.P., Balasubramanian R. Ammonia in the atmosphere: A review on emission sources, atmospheric chemistry and deposition on terrestrial bodies // Environ. Sci. Pollut. Res. 2013. V. 20, N 11.  P. 8092–131. DOI: 10.1007/s11356-013-2051-9.
36. Alekin O.A., Lyahin Yu.I. Himiya okeana. L.: Gidrometeoizdat, 1984. 342 p.
37. Arhiv pogody v Barentsburge. [Elektronnyj resurs]. URL: http://rp5.ru/ (data obrashcheniya: 4.12.2017).
38. Isidorov V.A. Ekologicheskaya himiya. SPb.: Himizdat, 2001. 304 p.
 
 

Back