Том 31, номер 10, статья № 10

Аннотация:

Анализируются данные измерений концентрации черного углерода (black carbon – ВС) в 2012–2014 гг. в приземном воздухе в районе арктической международной обсерватории Тикси, расположенной вблизи дельты р. Лены. Выявлены вариации концентрации ВС разных масштабов и разной длительности. Показано, что аномальные максимумы концентрации ВС (выше 1000 нг/м³) встречаются редко, преимущественно в «теплое» время года (май – сентябрь), продолжительность их не превышает 2 сут. Наиболее длительные эпизоды высокой концентрации ВС связаны с дальним атмосферным переносом продуктов горения от районов природных пожаров. Во время этих эпизодов в приземной атмосфере значимо изменяются температура воздуха и радиационный баланс. Повышение температуры приземного воздуха (при климатической норме 10–11 °С) в дни поступления дымового аэрозоля от ближайших пожаров в июле может достигать 10 °С.

Ключевые слова:

атмосфера, черный углерод, Арктика, Тикси, дальний перенос в атмосфере, источники черного углерода, радиационный баланс, температура воздуха

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Алексеев Г.В. Арктическое измерение глобального потепления // Лед и Снег. 2014. Т. 54, № 2. С. 53–68.
2. AMAP Assessment 2015: Black carbon and ozone as Arctic climate forcers. Oslo, Norway: АМАР, 2015. 116 p.
3. Quinn P.K., Bates T.S., Baum E., Doubleday N., Fiore A.M., Flanner M., Fridlind A., Garrett T.J., Koch D. Short-lived pollutants in the Arctic: Their climate impact and possible mitigation strategies // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 1723–1735.
4. Виноградова А.А., Смирнов Н.С., Коротков В.Н., Романовская А.А. Лесные пожары в Сибири и на Дальнем Востоке: эмиссии и атмосферный перенос черного углерода в Арктику // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 6. С. 438–445; Vinogradovа А.А., Smirnov N.S., Kоrotkov V.N., Rоmаnovskaya А.А. Forest fires in Siberia and the Far East: Emissions and atmospheric transport of black carbon to the Arctic // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 566–574.
5. Hirdman D., Sodemann H., Eckhardt S., Burkhart J.F., Jefferson A., Mefford T., Quinn P.K., Sharma S., Strom J., Stohl A. Source identification of short-lived air pollutants in the Arctic using statistical analysis of measurement data and particle dispersion model output // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 2. P. 669–693.
6. Cheng M.-D. Geolocating Russian sources for Arctic black carbon // Atmos. Environ. 2014. V. 92, N 4. P. 398–410. DOI: org/10.1016/j.atmosenv.2014.04.031.
7. Schmeisser L., Backman J., Ogren J.A., Andrews E., Asmi E., Starkweather S., Uttal T., Fiebig M., Sharma S., Eleftheriadis K., Vratolis S., Bergin M., Tunved P., Jefferson A. Seasonality of aerosol optical properties in the Arctic // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18, N 16. P. 11599–11622.
8. Tomasi C., Kokhanovsky A., Lupi A., Ritter C., Smirnov A., O'Neill N.T., Stone R.S., Holben B.N., Nyeki S., Wehrli C., Stohl A., Mazzola M., Lanconelli C., Vitale V., Stebel K., Aaltonen V., de Leeuw G., Rodriguez E., Herber B.A., 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., Kivi R., Courcoux Y., Larouche P., Broccardo S., Piketh S.J. Aerosol remote sensing in polar region // Earth-Sci. Rev. 2015. V. 140. P. 108–115. URL: http: // dx.doi.org / 10.1016 / j.earscirev.2014.11.001 (last access: 10.06.2018).
9. Копейкин В.М., Репина И.A., Гречко Е.И., Огородников Б.И. Измерение содержания сажевого аэрозоля над водной поверхностью в Южном и Северном полушариях // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 6. С. 444–450; Kоpeikin V.М., Repinа I.A., Grechkо Е.I., Оgorodnikov B.I. Measurements of soot aerosol content in the near-water atmospheric layer in the Southern and Northern Hemispheres // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 6. P. 500–507.
10. Yausheva E.P., Kozlov V.S., Panchenko М.V., Shmargunov V.P. Long-term variability of aerosol and Black Carbon concentrations in the atmospheric surface layer as results of 20-year measurements at the IAO Aerosol Station // Proc. SPIE. 2017. V. 10466. P. 10466 3I.
11. Голицын Г.С., Гречко Е.И., Ван Генчен, Ван Пусай, Джола А.В., Емиленко А.С., Копейкин В.М., Ракитин В.С., Сафронов А.Н., Фокеева Е.В. Исследование загрязнения атмосферы Москвы и Пекина окисью углерода и аэрозолем // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 1. С. 8–19.
12. Емиленко А.С., Копейкин В.М. Сравнение синхронных измерений концентрации сажи и субмикронного аэрозоля в регионах с различной степенью антропогенной нагрузки // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. С. 535–540; Еmilenkо А.S., Kоpeikin V.М. Comparison of synchronous measurements of soot and submicron aerosol concentrations in region with different anthropogenic loadings // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 4. P. 421–427.
13. Шевченко В.П., Стародымова Д.П., Виноградова А.А., Лисицын А.П., Макаров В.Н., Попова С.А., Сивонен В.В., Сивонен В.П. Элементный и органический углерод в атмосферном аэрозоле над северо-западным побережьем Кандалакшского залива Белого моря // Докл. РАН. 2015. Т. 461, № 1. С. 70–74.
14. Backman J., Schmeisser L., Virkkyla A., Ogren J.A., Asmi E., Starkweather S., Sharma S., Eleftheriadis K., Uttal T., Jefferson A., Bergin M., Makshtas A., Tunved P., Fiebig M. On Aethalometer measurement uncertainties and multiple scattering correction factor for the Arctic // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10. P. 5039–5062. DOI: 10.5194/amt-10-5039-2017.
15. 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 measured in Tiksi, Russian Arctic // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16. P. 1271–1287. DOI: 10.5194/acp-16-1271-2016.
16. Виноградова А.А., Васильева А.В. Модельные оценки концентрации черного углерода в приземном воздухе северных районов России // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 467–475; Vinogradovа А.А., Vаsilevaа А.V. Black carbon in air over northern regions of Russia: Sources and spatiotemporal variations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 533–541.
17. Draxler R.R., Hess G.D. An overview of the HYSPLIT_4 modelling system for trajectories // Aust. Meteorol. Mag. 1998. V. 47, N 4. P. 295–308.
18. Fukasawa T., Ohta S., Murao N., Yamagata S., Makarov V.N. Aerosol observations in the Siberian Arctic // Proc. NIPR Symp. Polar Meteorol. Glaciol. 1997. V. 11. P. 150–160.
19. Виноградова А.А. Дистанционная оценка влияния загрязнения атмосферы на удаленные территории // Геофизические процессы и биосфера. 2014. Т. 13, № 4. С. 5–20.
20. Limon-Sanchez M.T., Carbajal-Romero P., Hernandez-Mena L., Saldarriaga-Norena H., Lopez-Lopez A., Cosio-Ramirez R., Arriaga-Colina J.L., Smith W. Black carbon in PM_2.5, data from two urban sites in Guadalajara, Mexico during 2008 // Atmos. Pollut. Res. 2011. V. 2. P. 358–365.
21. Самсонов Ю.Н., Попова С.А., Беленко О.А., Чанкина О.В. Химический состав и дисперсные характеристики дымовой аэрозольной эмиссии от пожаров в бореальных лесах Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 6. С. 523–531.
22. Gorchakov G.I., Sitnov S.A., Sviridenkov M.A., Semoutnikova E.G., Emilenko A.S., Isakov A.A., Kopeikin V.M., Karpov A.V., Gorchakova I.A., Verichev K.S., Kurbatov G.A., Ponomareva T.Ya. Satellite and ground-based monitoring of smoke in the atmosphere during the summer wildfires in European Russia in 2010 and Siberia in 2012 // Int. J. Remote Sens. 2014. V. 35, N 15. P. 5698–5721.