Том 15, номер 12, статья № 2

Аршинов М. Ю., Белан Б. Д., Ковалевский В. К., Рассказчикова Т. М., Скляднева Т. К., Толмачев Г. Н. Роль солнечной активности в многолетней изменчивости фотохимических компонентов воздуха в нижней тропосфере. // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 12. С. 1056-1072.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Авторами данной статьи ранее было установлено, что компоненты воздуха, имеющие фотохимическую природу, изменяются в многолетнем ходе с 11-летней периодичностью. При этом концентрации озона и аэрозоля в своем ходе отстают от изменения солнечной активности на 2-3 года.
Для нахождения причин этого явления последовательно были проанализированы озонный механизм, последствия вариаций прихода УФ-радиации, которые вывели на промежуточный механизм, обусловленный, по-видимому, взаимодействием усиливающейся УФ-радиации с растительностью. В начале процесса роста УФ-радиации происходит угнетение растений, после 1-2-годичного процесса адаптации у них усиливается продуктивность, что приводит к выбросу в атмосферу дополнительного количества озоно- и аэрозолеобразующихся веществ. Эта гипотеза проверена с помощью нормализованного индекса вегетации и дала хорошие результаты.
На основе выявленных закономерностей составлен прогноз изменения концентрации озона и аэрозоля на период с 2003 по 2008 г.

Список литературы:

  1. Юнг Ч.О. Солнце. СПб.: Тип. Евдокимова, 1989. 238 с.
  2. Чистяков В.Ф. Физические вариации Солнца и его активность // Изв. ТНИРЦ. 1997. Т. 122. C. 40–71.
  3. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль, 1976. 367 с.
  4. Владимирский Б.М. Работы А.Л. Чижевского по солнечно-земным связям: гелиобиология в конце XXI века – итоги, проблемы, перспективы // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 4. С. 566–570.
  5. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу. М.: МНЭПУ, 2000. 374 с.
  6. Кондратьев К.Я., Никольский Г.А. Солнечная активность и климат. 1. Данные наблюдений. Конденсационная и озонная гипотезы // Исслед. Земли из космоса. 1995. № 5. С. 3–17.
  7. Кондратьев К.Я., Никольский Г.А. Солнечная активность и климат. 2. Прямое воздействие изменений внеатмосферного спектрального распределения солнечной радиации // Исслед. Земли из космоса. 1995. № 6. С. 3–17.
  8. Эйгенсон М.С., Гневышев М.Н., Оль А.И., Рубашев Б.М. Солнечная активность и ее земные проявления. М.; Л.: Гостехиздат, 1948. 323 с.
  9. Витинский Ю.И., Оль А.И., Сазанов Б.И. Солнце и атмосфера Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 351 с.
  10. Логинов В.Ф. Характер влияния солнечной активности на атмосферу земли // Тр. ВНИИГМИ-МЦД. 1975. Вып. 23. С. 6–29.
  11. Кононович Э.В., Шефов Н.Н. К проблеме воздействия солнечной активности на долговременные вариации климата // Докл. РАН. 1999. Т. 367. № 1. С. 108–111.
  12. Никольский Г.А., Шульц Э.О. Аномалии аэрозольной оптической толщи в ультрафиолетовой области спектра для условий высокогорья // Проблемы физики атмосферы. 1995. Вып. 20. С. 232–241.
  13. Tinsley B.A., Deen G.W. Apparent tropospheric response to MeV–GeV particle flux variations: A connection via electrofreezing of supercoded water in high-level clouds // J. Geophys. Res. D. 1991. V. 96. N 9. P. 22283–22296.
  14. Веретененко С.В., Пудовкин М.И. Вариации прихода суммарной радиации в 11-летнем цикле солнечной активности // Геомагнетизм и аэрон. 1998. Т. 38. № 5. С. 33–42.
  15. Иванов-Холодный Г.С. Солнечная активность и атмосфера // Земля и Вселенная. 1998. № 2. С. 80–86.
  16. Сrutzen P.G., Isaksen I.S.A., Reid G.C. Solar proton events: stratospheric sources of nitric oxide // Science. 1975. V. 189. P. 457–459.
  17. Криволуцкий А.А., Куминов А.А., Репнев А.И. Влияние космических лучей на озоносферу Земли (обзор) // Геомагнетизм и аэрон. 1999. Т. 39. № 3. С. 3–15.
  18. Вароцос К.А., Кондратьев К.Я. Опыт комплексной интерпретации данных дистанционного зондирования и прямых измерений содержания озона в атмосфере // Исслед. Земли из космоса. 1998. № 4. С. 3–13.
  19. Марчук Г.И., Кондратьев К.Я., Алоян А.Е., Вароцос К.А. Изменение общего содержания стратосферного и тропосферного озона: наблюдения и численное моделирование // Исслед. Земли из космоса. 1999. № 5. С. 12–30.
  20. Ролдугин В.К. Постоянство общего содержания озона при вторжении релятивистких протонов // Метеорол. и гидрол. 2000. № 10. С. 53–58.
  21. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 288 с.
  22. Володин Е.М., Галин В.Я. Численное моделирование влияния уменьшения концентрации озона на зимнюю атмосферную циркуляцию в северном полушарии в последнее десятилетие // Докл. РАН. 1998. Т. 362. № 4. С. 544–547.
  23. Michaels P.J., Singer S.F., Knapperberger O.P.E. et al. Analysing ultraviolet-B radiation: is there a trend // Science. 1994. V. 264. P. 1527–1547.
  24. Feister U., Grewe R. Higher UV radiation inferred from low ozone levels at northern mid-latitudes in 1992 and 1993 // Glob. and Planet. Change. 1995. V. 11. N 1. P. 25–34.
  25. Frederick J.E., Qu Zheng, Booth C.R. Ultraviolet radiation at sites on the Antarctic coast // Ptotochem. and Photobiol. 1998. V. 68. N 2. P. 183–190.
  26. Zerefos C., Meleti C., Balis D. Quasi-biennial and longer-term changes in clear sky UV-B solar irradiance // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. N 23. P. 4345–4348.
  27.  Me Kenzie R.L. Determining variabilities and trends in UV radiation // World Clim. Res. Programme / World. Meteorol. Organ. 1997. V. 2. N 814. P. 517–520.
  28. Varotsos C.A., Chronopoulos G.J., Cracknell A.P. et al. Total ozone and solar ultraviolet radiation, as derived from satellite and ground-based instrumentation at Dundee, Scotland // Int. J. Remote Sens. 1998. V. 19. N 17. P. 3301–3305.
  29. Gurney K.R. Evidence for increasing ultraviolet irradiance at Point Barrow, Alaska // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. N 6. P. 903–906.
  30. Piazena H. The effect of altitude upon the solar UV-B and UV-A irradiance in the tropical Chilean Andes // Solar Energy. 1996. V. 57. P. 133–140.
  31. Blumithaler M. Solar UV measurements // Environ. Effects of UV Radiation. Boca Raton: Lewis Publ., 1993. P. 17–69.
  32. Cabrera S., Bozzo S., Fuenzalida H. Variations of UV radiation in Chile // Photochem. and Photobiol. 1995. V. 28. N 2. P. 137–142.
  33. Fioletov V.E., Griffieen E., Kerr J.B. et al. Influence of volcanic sulphur dioxide on spectral irradiance as measured by Brewer spectrophotometers // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. N 10. P. 1655–1658.
  34. Белинский В.А., Гараджа М.П., Меженная Л.М., Незваль Е.И. Ультрафиолетовая радиация солнца и неба. М.: МГУ, 1968. 228 с.
  35. Русин Н.П. Прикладная актинометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 232 с.
  36.  Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Кузнецова И.Н. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в третьем квартале 2000 г. // Метеорол. и гидрол. 2000. № 11. C. 113–120.
  37.  Willson R.C. Science rationale for an EOS/ACRIMSAT // The Earth Observer. 1995. V. 7. N 1. P. 39–48.
  38. Crommelynck D. Status of our knowlege of the «solar constant» after the Atlas 1 and 2 and the Eureca missions // Исслед. Земли из космоса. 1995. N 5. C. 18–21.
  39. Скляров Ю.А. Солнечная постоянная (состояние исследований) // Исслед. Земли из космоса. 1994. № 4. C. 96–110.
  40. Скляров Ю.А., Двинских В.А., Бричков Ю.И., Котума А.И. Переменность потока излучения Солнца и ее земные проявления // Исслед. Земли из космоса. 1998. № 6. C. 40–46.
  41. Исидоров В.А. Экологическая химия. СПб.: Химиздат, 2001. 304 с.
  42. Crutzen P.J. Global Changes in Tropospheric Chemistry // Remote Sens. and Earth’s Environ. 1990. P. 105–113.
  43. Enhalt D.H. On the photochemical oxidation of natural trace gases and man made pollutants in the troposphere // Sci. Total Environ. 1994. V. 143. N 1. P. 1–15.
  44. Mitra A.P. Atmospheric chemistry // Indian J. Radio and Space Phys. 1990. V. 19. N 5–6. P. 383–399.
  45. Александров Э.Л., Кароль И.Л., Ракипова Л.Р. и др. Атмосферный озон и изменения глобального климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 168 с.
  46. Киселев А.А., Кароль И.Л. Модельный анализ изменений состава тропосферы умеренных широт Северного полушария в 1980-х годах в течение цикла солнечной активности и вследствие антропогенного загрязнения // Метеорол. и гидрол. 2001. № 7. C. 12–22.
  47. Landgraf J., Crutzen H.J. An Efficient Method for Online Calculations of Photolysis and Heating Rates // J. Atmos. Sci. 1998. V. 55. N 3. P. 863–878.
  48. Белан Б.Д., Зуев В.В., Скляднева Т.К., Смирнов С.В., Толмачев Г.Н. О роли суммарного озона в фотохимическом образовании его тропосферной части // Оптика атмосф. и океана. 2000. T. 13. № 10. C. 928–932.
  49. Kruger B.C., Martilli A., Kubler J. Effects of the total ozone column on tropospheric chemistry // Ann. Geophys. 1997. V. 15. N 3. P. 701.
  50. Kraus A., Hofzumahaus A. Field Measurements of Atmospheric Photolysis Frequencies for O3, NO2, HCHO, CH3CHO, H2O2 and HONO by UV Spectroradiometry // J. Atmos. Chem. 1998. V. 31. N 1–2. P. 161–188.
  51. Ma Jianzhong, Guicherit R. Effects of stratospheric ozone depletion and tropospheric pollution on-UVB radiation in the troposphere // Photochem. and Photobiol. 1997. V. 66. N 3. P. 346–355.
  52. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. СПб.: Химиздат, 2001. 352 с.
  53. Горсиков В.Г., Макарьева А.М. Влияние девственной и освоенной человеком биоты на глобальную окружающую среду // Исслед. Земли из космоса. 1999. № 5. C. 3–11.
  54. Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. Принцип Ле Шателье в приложении к биосфере // Экология. 1990. № 1. C. 7–16.
  55. Шульгин И.А. Солнечная радиация и растение. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 180 с.
  56. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. 261 с.
  57. Добровольский Г.В. Основы биогеохимии. М.: Высш. школа, 1998. 413 с.
  58. Орт Д., Меландри Б.А., Юнге В. и др. Фотосинтез. Т. 7. М.: Мир, 1987. 460 с.
  59. Каменир Э.А., Кириллов А.К. Энергетическая оценка влияния физического воздействия на биосистему // Биофизика. 1998. T. 43. Вып. 5. С. 920–925.
  60. Плеханов Г.Ф. Живые системы в электромагнитных полях. Томск: Изд-во ТГУ, 1978. 308 с.
  61. Самойлова К.А. Действие радиации на клетку. М.: Наука, 1967. 146 с.
  62. Исидоров В.А. Летучие выделения растений: состав, скорость эмиссии и экологическая роль. СПб.: Алга, 1994. 188 с.
  63. Owen Susan M., Boissard C., Hagenlocher B., Nidalas Hewitt C. Field studies of isoprene emissions from vegetation the Northwest Mediterranean region // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103. N 19. P. 25499–25511.
  64. Janson R., De Serves C. Isoprene emissions from boreal wetlands in Scandinavia // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103. N 19. P. 25513–25517.
  65. Harley P., Fridd-Stroud V., Greenberg J. et al. Emission of 2-methyl-3buten-2-Ol by pines: A potentially large natural source of reactive carbon to the atmosphere // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103. N 19. P. 25479–25486.
  66. Смит У.Х. Лес и атмосфера. М.: Прогресс, 1985. 430 с.
  67. Семенов С.М., Кунина И.М., Кухта Б.А. Тропосферный озон и рост растений в Европе // Метеорология и гидрология. М., 1999. 208 с.
  68. Белан Б.Д. Самолет-лаборатория НТК «Институт оптики атмосферы» для оптико-метеорологического зондирования атмосферы // Аппаратура дистанционного зондирования параметров атмосферы. Томск: ТФ СО АН СССР, 1987. C. 34–40.
  69. Зуев В.Е., Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Ковалевский В.К., Лукьянов О.Ю., Мелешкин В.Е., Микушев М.К., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Покровский Е.В., Сакерин С.М., Терпугова С.А., Толмачев Г.Н., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Шербатов А.И. Самолет-лаборатория АН-30 «Оптик-Э» для экологических исследований // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5. № 10. С. 1012–1021.
  70. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К. и др. Автоматический пост для мониторинга малых газовых составляющих атмосферного воздуха // Метеорол. и гидрол. 1999. № 3. С. 110–118.
  71. ftp://toms.gsfe.nasa.gov/pub/eptoms/data/montly averages/uv/
  72.  ftp://toms.gsfe.nasa.gov/pub/eptoms/data/montly averages/ozone
  73. http://spidr.ngdc.noaa.gov/index.html
  74. http://www.saa.noaa.gov/swwig-lin/wwwdisplay
  75. Justice C.O., Townshend J.R.G., Holben B.N., Tucker C.J. Analysis of the phenology of global vegetation using meteorological satellite data // Int. J. Remote Sens. 1985. N 6. P. 1271–1318.
  76. Антоновский М.Я., Бухштабер В.М., Пивоваров В.А. Использование данных спутникового мониторинга активности биоты при анализе формирования поля концентрации СО2 в атмосфере // Метеорол. и гидрол. 2002. № 2. C. 16–24.
  77. Шишкин Е.А. Системный анализ пространственно-временной динамики показателей первичной продуктивности древесных растений в Сибири: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2002. 21 с.
  78. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Ковалевский В.К., Плотников А.П., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Многолетняя изменчивость тропосферного аэрозоля над Западной Сибирью // Оптика атмосф. и океана. 2000. T. 13. № 6–7. C. 627–630.
  79. Hofmann D.J. Twenty Years of Ralloon-Borne Tropospheric Aerosol Measurements at Laramie, Wyoming // J. Geophys. Res. D. 1993. V. 98. N 7. P. 12753–12766.
  80. Heidam N.Z., Wahlin P., Christensen J.H. Tropospheric Gases and Aerosol in Northeast Greenland // J. Atmos. Sci. 1999. V. 56. N 1. P. 261–278.
  81. Krzyscin J.W., Puchalski S. Aerosol impact on the surface UV radiation from the ground-based measurements taken at Belsk, Poland, 1980–1996 // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 109. N 13. P. 16175–16181.
  82. Абакумова Г.М. Тенденция многолетних изменений прозрачности атмосферы, облачности, солнечной радиации и адьбедо подстилающей поверхности в Москве // Метеорол. и гидрол. 2000. № 9. C. 51–62.
  83. Elansky N.F., Arabov A.Ya., Senik I.A. et al. The Features of Surface Ozone Variations in Remote Rural and Urban Regions of Russia // EUROTRAC: TOR-2 Annual Report-2000. Munich: GSF, 2001. P. 72–75.
  84. Butkovic T., Cvitas T., Dzepina K. еt al. Boundary Layer Ozone Measurements in Croatia // Ibid. P. 89–92.
  85. Laurila T., Hacola H., Lindfors V., Tuoviken J.-P. Trends of Ozone and Photochemical Precursors in Finland // Ibid. P. 93–97.
  86. Skov H., Egelov A.H., Kemp K. et al. Ozone, PAN, NO and Peroxy Radical Concentrations at Liele Velby, Denmark // Ibid. P. 127–130.
  87. Molina L.T., Molina M.J. Air Pollution in Megacities: Mexico City Case Study // EUROTRAC Newsletter. 2001. N 23. P. 4–9.
  88. Roster M. In seareh for trends ozone and precursors // TNO report R 2001/100. Apeldoorn, 2001. 55 p.
  89. Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Воронцова Е.В., Задде Г.О., Рассказчикова Т.М., Семьянова О.И., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Анализ природы долговременного тренда аэрозоля в тропосфере над Западной Сибирью // Оптика атмосф. и океана. 1997. T. 10. № 8. C. 926–934.
  90. Вительс Л.А. Синоптическая метеорология и гелиогеофизика. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 256 с.
  91. Никулин И.Ф. Влияние четности солнечного цикла на экстремальные температуры в Москве // Биофизика. 1998. T. 43. Вып. 5. С. 900–901.
  92. Винарский М.В., Ипполитов И.И., Кабанов М.В. Долговременная изменчивость потоков УФ-радиации в г. Томске по результатам наблюдений // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15. № 4. С. 403–404.
  93. Белан Б.Д. Проблема тропосферного озона и некоторые результаты его измерений // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9. № 9. С. 1184–1213.
  94. Нttp://www.cmdl.noaa.gov/ccgg/globalview/
  95. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Суточный ход концентрации микродисперсной фракции аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13. № 11. С. 983–990.
  96. Фахрутдинова А.Н., Перевезенцев Ю.П., Коротышкин Д.В. Долговременные вариации солнечной активности и температурного режима приземного слоя воздуха в Казани // Тр. научной конференции, посвященной 10-летию образования МСГ. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. Секция 3. С. 53–55.
  97. Распопов О.М., Ловелиус Н.В., Шумилов О.И., Касаткин Е.А. Экспериментальные подтверждения нелинейного характера воздействия солнечной активности на земную атмосферу и окружающую среду // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 5. С. 863–867.
  98. Тomasino M., Dalla Valle F. Natural climatic changes and solar cycles: an analysis of hydrological time series // Hydrol. Sсi. J. – J. des Sci. Hydrol. 2000. V. 45. N 6. P. 477–490.
  99. Нansen J., Sato M., Glascoe J., Ruedy R. A common-sense climate index: Is climate changing noticeably? // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. N 8. P. 4113–4120.
  100. Смирнов Р.В. Гелиогеофизические факторы в изменчивости системы океан–атмосфера // Биофизика. 1998. T. 43. Вып. 4. С. 689–693.
  101. Solanki S.K., Fligge M. Solar irradiance since 1874 revi-sited // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. N 3. P. 341–344.
  102. Панкратов А.К., Нарманский В.Я., Владимирский В.М. Выявление скрытых периодичностей в солнечной системе с помощью фазовых диаграмм движения планет // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 5. С. 888–891.
  103. Панкратов А.К., Нарманский В.Я., Владимирский Б.М. Фазовая диаграмма солнечной активности и прогноз активности на предстоящий 23-й цикл // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 5. С. 883–887.
  104. Schatten K., Hoyt D. Solar cycle 23 forecast update // Geoph. Res. Lett. 1998. V. 25. N 5. P. 599–601.
  105. Sullivan J.H., Teramura A.H. Field study of the interaction between solar ultraviolet-B radiation and drought on photosynthesis and grouth in soyben // Plant Physiologie. 1990. V. 92. N 2. P. 141–146.
  106. Sullivan J.H., Teramura A.H. The effects of ultraviolet-B radiation on loblolly pine. 2. Growth of field-grown seedlingh // Trees. 1992. V. 6. N 1. P. 115–120.
  107. Teramura A.H., Sullivan J.H. Effects of UV-B radiation on photosynthesis and growth of terrestrial plants // Photosynthesis Res. 1994. V. 39. N 3. P. 463–473.

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

634055, Россия, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

Статистика посещений
Последний номерРедколлегияТематикаПодпискаАВТОРАМАрхив номеровРецензирование
Все права защищены ©  Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН
Создано на: Yii Framework Дизайн сайта:   logo Красная рамка