Том 30, номер 12, статья № 7

Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Nedelec Ph., Paris J.-D.., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Вертикальное распределение газовых и аэрозольных примесей воздуха над российским сектором Арктики. // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 12. С. 1043-1052.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Приводятся данные о вертикальном распределении газового и аэрозольного состава воздуха, измеренные на самолете-лаборатории Ту-134 «Оптик» в октябре 2014 г. над Карским морем и прибрежными районами Российской Арктики. Выявлены особенности распределения по вертикали СО2 и аэрозоля над Карским морем по сравнению с континентальными условиями. Для СН4, СО и О3 значительных отклонений от континентальных распределений не обнаружено.

Ключевые слова:

Арктика, атмосфера, аэрозоль, воздух, вертикальное распределение, газы, континентальный, крупномасштабный, пространственный

Список литературы:

1. Shepherd T.G. Effects of a warming Arctic // Science. 2016. V. 353, N 6303. P. 989–990.
2. Johannessen O.M., Kuzmina S.I., Bobylev L.P., Miles M.W. Surface air temperature variability and trends in the Arctic: New amplification assessment and regionalisation // Tellus. 2016. V. 68. 28234. URL: http://dx.doi.org/10.3402/tellusa.v68.28234.
3. Vogt M. Adrift in an ocean of change // Science. 2015. V. 350, N 6267. P. 1466–1468.
4. Najafi M.R., Zwiers F.W., Gillett N.P. Attribution of Arctic temperature change to greenhouse-gas and aerosol influences // Nat. Clim. Change. 2015. N 5. P. 246–249.
5. Tranvik L. Carbon cycling in the Arctic // Science. 2014. V. 345, N 6199. P. 870.
6. Cory R.M., Ward C.P., Crump B.C., Kling G.W. Sunlight controls water columm processing of carbon in arctic fresh waters // Science. 2014. V. 345, N 6199. P. 925–928.
7. Arnold S.R., Law K.S., Brock C.A., Thomas J.L., Starkweather S.M., Salzen K., Stohl A., Sharma S., Lund M.T., Flanner M.G., Petaja T., Tanimoto H., Gamble J., Dibb J.E., Melamed M., Johnson N., Fider M., Tynkkynen V.-P., Baklanov A., Eckhardt S., Monks S.A., Browse J., Bozem H. Arctic air pollution: Challenges and opportunities for the next decade // Elementa: Sci. Anth. 2016. N 4. 16 p.
8. Law K.S., Stohl A., Quinn P.K., Brock C.A., Burkhart J.F., Paris J.D., Ancellet G., Singh B., Roiger A., Schlager H. Arctic air pollution // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2014. V. 95, N 12. P. 1873–1895.
9. Roiger A., Thomas J.-L., Schlager H., Law K.S., Kim J., Schafler A., Weinzierl B., Dahlkotter F., Krisch I., Marelle L., Minikin A., Raut J.-C., Reiter A., Rose M., Scheibe M., Stock P., Baumann R., Clerbaux C., George M., Onishi T., Flemming J. Quantifying emerging local anthropogenic emissions in the Arctic region // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2015. V. 96, N 3. P. 441–460.
10. Evangeliou N., Balkanski Y., Hao W.M., Petkov A., Silverstein R.P., Corley R., Nordgren B.L., Urbanski S.P., Eckhardt S., Stohl A., Tunved P., Crepinsek S., Jefferson A., Sharma S., Njgaard J.K., Skov H. Wildfires in northern Eurasia affect the budget of black carbon in the Arctic – a 12-year retrospective synopsis (2002–2013) // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 12. P. 7587–7604.
11. O’Shea S.J., Allen G., Gallagher M.W., Bower K., Illingworth S.M., Muller J.B.A., Jones B.T., Percival C.J., Bauguitte S.J-B., Cain M., Warwick N., Quiguet A., Skuba U., Drewer J., Dinsmore K., Nisbet E.G., Lowry D., Fisher R.E., France J.L., Aurela M., Lohila A., Hayman G., George C., Clark D.B., Manning A.J., Friend A.D., Pyle J. Methane and carbon dioxide fluxes and their regional scalability for the European Arctic wetlands during the MAMM // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14, N 23. P. 13159–13174.
12. Willis M.D., Burkart J., Thomas J.L., Kollner F., Schneider J., Bozem H., Hoor P.M., Aliabadi A.A., Schulz H., Herber A.B., Leaitch W.R., Abbatt J.D. Growth of nucleation mode particles in the summertime Arctic: A case study // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 12. P. 7663–767.
13. Asmi E., Kondratyev V., Brus D., Laurila T., Lihavainen H., Backman J., Vakkari V., Aurela M., Hatakka J., Viisanen Y., Uttal T., Ivakhov V., Makshtas A. Aerosol size distribution seasonal characteristics // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 13. P. 1271–1287.
14. Cassidy A.E., Christen A., Henry Y.R. The effect of a permafrost disturbance on growing-season carbon-dioxide fluxes in high Arctic tundra ecosystem // Biogeosciences. 2016. V. 13, N 8. P. 2291–2303.
15. Strachan I.B., Nugent R.A., Crombie S., Bonneville M.C. Carbon dioxide and methane exchange at a cool-temperate freshwater marsh // Environ. Res. Lett. 2015. V. 10, N 10. P. 10.
16. Fisher J.B., Sikka M., Oechel W.C., Huntzinger D.N., Melton J.R., Koven C.D., Ahlstrom A., Arian M.A., Baker I., Chen J.M., Ciais P., Davidson C., Dietze M., El-Marsi B., Hayes D., Huntingford C., Jain A.K., Levy P.E., Lomas M.R., Poulter B., Price D., Sahoo A.K., Schaefer K., Tian H., Tomelleri E., Verbeeck H., Viovy N., Wania R., Zeng N., Miller C.E. Carbon cycle uncertainty in the Alaskan Arctic // Biogeosciences. 2014. V. 11, N 15. P. 4271–4288.
17. Langer M., Westermann S., Anthony K.W., Wischnewski K., Boike J. Frozen ponds: Production and storage of methane during the Arctic winter in a lowland tundra landscape in northern Siberia, Lena // Biogeosciences. 2015. V. 12, N 4. P. 977–990.
18. Голубятников Л.Л., Казанцев В.С. Вклад тундровых озер Западной Сибири в метановый бюджет атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2013. Т. 49, № 4. С. 430–438.
19. Киселев А.А., Решетников А.И. Метан в Российской Арктике: результаты наблюдений и расчетов // Проблемы Арктики и Антарктиды. 2013. № 2. С. 5–15.
20. Giamarelou M., Eleftheriadis K., Nyeki S., Torseth K., Biskos G. Indirect evidence of the composition of nucleation mode atmospheric particles in the high Arctic // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121, N 2. P. 965–975.
21. Myhre C.L., Ferre B., Platt M., Silyakova A., Hermansen O., Allen G., Pisso I., Schmidbauer N., Stohl A., Pitt J., Jansson P., Greinert J., Percival C., Fjaeraa A.M., O´Shea S.J., Gallagher M., Breton M.L., Bower K.N., Bauguitte S.J.B., Dalsoren S., Vadakkepuliyambatta S., Fisher R.E., Nisbet E.G., Lowry D., Myhre G., Pyle J.A., Cain M., Mienert J. Extensive release of methane from Arctic seabed west of Svalbard during summer 2014 // Geophys. Res. Lett. 2016. V. 43, N 9. P. 4624–4631.
22. France J.L., Cain M., Fisher R.E., Lowry D., Allen G., Shea S.J.O., Illingworth S., Pyle J., Warwick N., Jones B.T., Gallagher M.W., Bower K., Breton M.L., Percival C., Muller J., Wellpott A., Bauguitte S., George C., Hayman G.D., Manning A.J., Myhre C.L., Lanoiselle M., Nisbet E.G. Measurements of d13C in CH4 and using particle dispersion modeling to characterize sources of Arctic methane within an air mass // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121, N 23. P. 14257–14270.
23. Quennehen B., Schwarzenboeck A., Schmale J., Schneider J., Sodemann H., Stohl A., Ancellet G., Crumeyrolle S., Law K.S. Physical properties of pollution aerosol particles transported from North America to Greenland as measured during the POLARCAT summer campaign // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 21. P. 10947–10963.
24. Leaitch W.R., Korolev A., Aliabadi A.A., Burkart J., Willis M.D., Abbatt J.P.D., Bozem H., Hoor P., Kollner F., Schneider J., Herber A., Konrad C., Brauner R. Effects of 20–100 nm particles on liquid clouds in the clean summertime Arctic // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 17. P. 11107–11124.
25. Groot Zwaaftink C.D., Grythe H., Skov H., Stohl A. Substantial contribution of northern high-latitude sources to mineral dust in the Arctic // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121, N 23. P. 13678–13697.
26. Heintzenberg J., Leck C. The summer aerosol in the central Arctic 1991–2008: Did it change or not? // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 9. P. 3969–3983.
27. Tollefson J. Carbon-sensing satellite system faces high hurdles // Nature. 2016. V. 533, N 7604. P. 446–447.
28. Popkin G. Commercial space sensors go high-tech // Nature. 2017. V. 545, N 7655. P. 397–398.
29. Нагурный А.П. Анализ данных измерений концентрации диоксида углерода в приледном слое атмосферы на ледовой дрейфующей станции «Северный Полюс-35» (2007–2008 гг.) // Метеорол. и гидрол. 2010. № 9. С. 55–61.
30. Нагурный А.П., Макштас А.П. Концентрация метана в пограничном слое атмосферы по данным измерений на дрейфующих ледовых станциях «Северный полюс-36» и «Северный полюс-39» // Метеорол. и гидрол. 2016. № 3. С. 63–71.
31. Пипко И.И., Пугач С.П., Семилетов И.П. Динамика СО2 на шельфе Восточно-Сибирского моря // Метеорол. и гидрол. 2010. № 9. С. 62–73.
32. Semiletov I.P., Shakhova N.E., Pipko I.I., Pugach S.P., Charkin A.N., Dudarev O.V., Kosmach D.A., Nishino S. Space-time dynamics of carbon and environmental parameters related to carbon dioxide emissions in the Buor-Khaya Bay and adjacent part of Laptev Sea // Biogeosciences. 2013. V. 10, N 9. P. 5977–5996.
33. Yu J., Xie Z., Sun L., Kang H., He P., Xing G. d13C-CH4 reveals CH4 variations over oceans from mid-latitudes to the Arctic // Sci. Rep. 2015. V. 5, N 13760. 9 p.
34. Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Nédélec P., Paris J.-D., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Крупномасштабные исследования газового и аэрозольного состава воздуха над Сибирским регионом // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 3. С. 232–239.
35. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 «Оптик» // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 805–816.
36. Berchet A., Bousguet P., Pison I., Locatelli R., Chevallier F., Paris J.-D., Dlugokencky E.J., Laurila T., Hatakka J., Viisanen Y., Worthy D.E.J., Nisbet E., Fisher R., France J., Lowry L., Ivakhov V., Hermansen O. Atmospheric constraints on the methane emissions from the East Siberian Shelf // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 6. P. 4147–4157.
37. Bourgeois T., Orr J.C., Resplandy L., Terhaar J., Ethe C., Gehlen M., Bopp L. Coastal-ocean uptake of anthropogenic carbon // Biogeosciences. 2016. V. 13, N 14. P. 4167–4185.
38. Шерстюков Б.Г. Инерционность изменений температуры в приповерхностном слое // Метеорол. и гидрол. 2017. № 4. С. 5–16.
39. Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Рассказчикова Т.М., Фофонов А.В. Блокирующая роль Уральских гор в трансграничном переносе примесей из Европы в Азию // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 937–941; Antochin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Rasskazchikova T.M., Fofonov A.V. The blocking role of the Ural mountains in the transborder transfer of impurities from Europe to Asia // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 3. P. 242–246.
40. Paris J.-D., Stohl A., Ciais P., Nédélec P., Belan B.D., Arshinov M.Y., Ramonet M. Source-receptor relationships for airborne measurements of CO2, CO and O3 above Siberia: A cluster-based approach // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 4. P. 1671–1687.
41. Paris J.-D., Ciais Ph., Nédélec Ph., Stohl A., Belan B.D., Arshinov M.Yu., Carouge C., Golitsyn G., Granberg I.G. New insights on the chemical composition of the Siberian air shed from the YAK-AEROSIB aircraft campaigns // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2010. V. 91, N 5. P. 625–641.
42. The state of greenhouse gases in the atmosphere based on global observations through 2015: Greenhouse Gas Bulletin. Geneva, Switzerland: WMO, 2016. N 12. 7 p.
43. Cicerone R.J. How has the atmospheric concentration of CO changed? // In the Changing Atmosphere. New York: John Willey & Sons, 1988. P. 49–61.
44. Delmas R.Y., Legrand M. Trends recorded in Greenland in relation with northern hemisphere anthropogenic pollution // IGACtiv. Newslett. 1998. N 14. P. 19–22.
45. Assonov S.S., Brenninkmeijer C.A.M., Jöckel P., Mulvaney R., Bernard S. Chappellaz J. Evidence for CO increase in the SH during the 20th century based on firn air samples from Berkner Island, Antarctica // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7, N 2. P. 295–308.
46. Atmosphere trace gases that are radiatively active and significance to global change // Earth Quest. 1990. V. 4, N 2. P. 10–11.
47. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, 1985. 702 с.
48. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261 с.
49. Сергиенко В.И., Дударев О.В., Дмитревский Н.Н., Шахова Н.Е., Никольский Н.Н., Никифоров С.Л., Саломатин А.С., Салюк Р.А., Карнаух В.В., Черных Д.Б., Тумской В.Е., Чувилин Е.М., Буханов Б.А. Деградация подводной мерзлоты и разрушение гидратов шельфа морей Восточной Арктики как возможная причина «метановой катастрофы»: некоторые результаты комплексных исследований 2011 года // Докл. АН. 2012. Т. 445, № 3. С. 330–335.
50. Анисимов О.А., Забойкина Ю.Г., Кокорев В.А., Юрганов Л.Н. Возможные причины эмиссии метана на шельфе морей Восточной Арктики // Лёд и снег. 2014. Т. 54, № 2. C. 69–81.
51. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Yusupov V., Kosmach D., Gustafsson O. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic Shelf // Science. 2010. V. 327. P. 1246–1250.
52. Shakhova N., Semiletov I., Leifer I., Sergienko V., Salyuk A., Kosmach D., Chernykh D., Stubbs C., Nicolsky D., Tumskoy V., Gustafsson O. Ebullition and storm-induced methane release from the East Siberian Arctic Shelf // Nat. Geosci. 2014. V. 7. P. 64–70.
53. Enhalt D.H. The atmospheric cycle of methane // Tellus. 1974. V. 26, N 1–2. P. 58–70.
54. Заварзин Г.А. Микробный цикл метана в холодных условиях // Природа. 1995. №6. С. 3–14.
55. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2010. 488 с.
56. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 616 с.
57. Маховер З.М. Климатология тропопаузы. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 254 с.
58. Krzyscin J., Krizan P., Jaroslawski J. Long-term changes in the tropospheric column ozone from the ozone soundings over Europe // Atmos. Environ. 2007. V. 41, N 3. P. 606–616.
59. Follette-Cook M.B., Hudson R.D., Nedoluha G.E. Classification of Northern Hemisphere stratospheric ozone and water vapor profiles by meteorological regime // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 16. P. 5989–6003.
60. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Ивлев Г.А., Краснов О.А., Рассказчикова Т.М., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Комплексная оценка состояния воздушного бассейна Норильского промышленного района. Ч. 3. Распространение примесей в воздушном бассейне Норильского региона // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 9. С. 798–804.
61. Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Ивлев Г.А., Рассказчикова Т.М., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Комплексная оценка состояния воздушного бассейна Норильского промышленного района. Ч. 4. Вертикальная стратификация примесей // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 10. С. 905–908.
62. Панченко М.В., Терпугова С.А. Годовой ход содержания субмикронного аэрозоля в тропосфере над Западной Сибирью // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 8. С. 1033–1044.
63. Панченко М.В., Полькин В.В., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шмаргунов В.П., Яушева Е.П. О формировании среднерегионального аэрозольного фона // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 7. С. 1112–1114.
64. Панченко М.В., Терпугова С.А. Внутрисезонные факторы изменчивости характеристик субмикронного аэрозоля. 1. Воздушные массы // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 12. С. 1761–1767.
65. Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы в морских и полярных районах // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 690–697; Sakerin S.M., Kabanov D.M. Fine and coarse components of atmospheric aerosol optical depth in maritime and polar regions // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 510–517.
66. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Полькин В.В., Радионов В.Ф., Holben B.N., Smirnov A. Вариации оптических и микрофизических характеристик аэрозоля на маршруте Российских антарктических экспедиций в Восточной Атлантике // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 8. С. 666–678; Sakerin S.M., Kabanov D.M., Polkin V.V., Radionov V.F., Holben B.N., Smirnov A. Variations in aerosol optical and microphysical characteristics along the route of Russian Antarctic expeditions in the East Atlantic // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 1. P. 89–102.
67. Сакерин С.М., Голобокова Л.П., Кабанов Д.М., Полькин В.В., Турчинович Ю.С., Ходжер Т.В., Хуриганова О.И. Пространственно-временная изменчивость характеристик аэрозоля на маршруте Индо-Атлантической экспедиции НИС «Академик Николай Страхов» // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 1. С. 42–52; Sakerin S.M., Golobokova L.P., Kabanov D.M., Polkin V.V., Turchinovich Yu.S., Khodzher T.V., Khuriganova O.I. Spatiotemporal variations in aerosol characteristics along the route of the Indian-Atlantic expedition onboard the research vessel Akademik Nikolaj Strakhov // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 4. P. 349–359.

Вернуться