Том 32, номер 01, статья № 5

Аннотация:

Представлены модельные оценки среднесуточных прямых радиационных эффектов дымового аэрозоля в солнечном диапазоне спектра, полученные с использованием данных наблюдений на ст. Тикси в период аномально высокой концентрации черного углерода (ВС) в приземном слое атмосферы (июль 2014 г.). Приведены результаты сопоставления полученных данных с радиационным воздействием аэрозоля, характерного для типичных летних условий данного региона. Показано, что среднемесячные значения радиационных эффектов, обусловленные вариабельностью оптических характеристик фонового аэрозоля, с одной стороны, и кратковременными выносами ВС от лесных пожаров в район наблюдений – с другой, сопоставимы по величине.

Ключевые слова:

солнечное излучение, метод Монте-Карло, черный углерод, радиационные эффекты аэрозоля, фоновый и дымовой аэрозоль, Арктика

Список литературы:

1. Shindell D., Faluvegi G. Climate response to regional radiative forcing during the twentieth century // Nat. Geosci. 2009. V. 2, N 4. P. 294–300.
2. Quinn P.K., Bates T.S., Baum E., Doubleday N., Fiore A.M., Flanner M., Fridlind A., Garrett T.J., Koch D., Menon S., Shindell D., Stohl A., Warren S.G. Short-lived pollutants in the Arctic: Their climate impact and possible mitigation strategies // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 1723–1735.
3. AMAP Assessment 2015: Black carbon and ozone as Arctic climate forcers. Oslo, Norway: AMAP, 2015. 116 p.
4. Quinn P.K., Shaw G., Andrews E., Dutton E.G., Ruoho-Airola T., Gong S.L. Arctic haze: Current trends and knowledge gaps // Tellus B. 2007. V. 59, N 1. P. 99–114.
5. Flanner M.G., Zender C.S., Randerson J.T., Rasch P.J. Present-day climate forcing and response from black carbon in snow // J. Geophys. Res.: Atmos. 2007. V. 112. P. D11202. DOI: 10.1029/2006JD008003.
6. Sharma S., Andrews E., Barrie L.A., Ogren J.A., Lavoué D. Variations and sources of the equivalent black carbon in the high Arctic revealed by long-term observations at Alert and Barrow: 1989–2003 // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. P. D14208. DOI: 10.1029/2005JD006581.
7. Stohl A., Andrews E., Burkhart J.F., Forster C., Herber A., Hoch S.W., Kowal D., Lunder C., Mefford T., Ogren J.A., Sharma S., Spichtinger N., Stebel K., Stone R., Ström J., Tørseth K., Wehrli C., Yttri K.E. Pan-Arctic enhancements of light absorbing aerosol concentrations due to North American boreal forest fires during summer 2004 // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. P. D22214. DOI: 10.1029/2006JD007216.
8. Warneke C., Froyd K.D., Brioude J., Bahreini R., Brock C.A., Cozic J., de Gouw J.A., Fahey D.W., Ferrare R., Holloway J.S., Middlebrook A.M., Miller L., Montzka S., Schwarz J.P., Sodemann H. Spackman J.R., Stohl A. An important contribution to springtime Arctic aerosol from biomass burning in Russia // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. P. L01801. DOI: 10.1029/2009GL041816.
9. Matsui H., Kondo Y., Moteki N., Takegawa N., Sahu L.K., Zhao Y., Fuelberg H.E., Sessions W.R., Diskin G., Blake D.R., Wisthaler A., Koike M. Seasonal variation of the transport of black carbon aerosol from the Asian continent to the Arctic during the ARCTAS aircraft campaign // J. Geophys. Res.: Atmos. 2011. V. 116. P. D05202. DOI: 10.1029/2010JD015067.
10. Evangeliou N., Balkanski Y., Hao W.M., Petkov A., Silverstein R.P., Corley R., Nordgren B.L., Urbansk S.P., Eckhardt S., Stohl A., Tunved P., Crepinsek S., Jefferson A., Sharma S., Nøjgaard 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. P. 7587–7604.
11. Xu J.-W., Martin R.V., Morrow A., Sharma S., Huang L., Leaitch W.R., Burkart J., Schulz H., Zanatta M., Willis M.D., Henze D.K., Lee C.J., Herber A.B., Abbatt J. Source attribution of Arctic black carbon constrained by aircraft and surface measurements // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. P. 11971–11989.
12. Lisok J., Rozwadowska A., Pedersen J.G., Markowicz K.M., Ritter C., Kaminski J.W., Struzewska J., Mazzola M., Udisti R., Becagli S., Gorecka I. Radiative impact of an extreme Arctic biomass-burning event // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 8829–8848.
13. Stone R., Anderson G., Shettle E., Andrews E., Loukachine K., Dutton E., Schaaf C., Roman M. Radiative impact of boreal smoke in the Arctic: Observed and modeled // J. Geophys. Res.: Atmos. 2008. V. 13. P. D14S16. DOI: 10.1029/2007JD009657.
14. Макштас А.П., Уттал Т., Лаурилла Т., Парамонова Н.А. Гидрометеорологическая обсерватория Тикси (к пятилетию открытия) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 2(104). С. 5–12.
15. Виноградова А.А., Титкова Т.Б., Иванова Ю.А. Эпизоды аномально высокой концентрации черного углерода в приземном воздухе в районе станции Тикси, Якутия // Оптика атмосф. и океана. 2018. T. 31, № 10. C. 837–844.
16. Schmeisser L., Backman J., Ogren J.A., Andrews E., Asmi E., Starkweather S., Uttal T., Fiebig M., Shama 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. P. 11599–11622.
17. Tomasi C., Kokhanovsky A., Lupi A., Ritter C., Smirnov A., O'Neill N., Stone R., Holben B., Nyeki S., Wehrli C., Stohl A., Mazzola M., Lanconelli C., Vitale V., Stebel K., Aaltonen V., de Leeuw G., Rodriguez E., Herber A.B., Radionov V., Zielinski T., Petelski T., Sakerin S., Kabanov D., Xue Y., Mei L., Istomina L., Wagener R., McArthur B., Sobolewski P., Kivi R., Courcoux Y., Larouche P., Broccardo S., Piketh S. Aerosol remote sensing in polar regions // Earth-Sci. Rev. 2015. V. 140. P. 108–157.
18. Dubovik O., Smirnov A., Holben B.N., King M.D., Kaufman Y.J., Eck T.F., Slutsker I. Accuracy assessments of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robotic Network (AERONET) Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res.: Atmos. 2000. V. 105. P. 9791–9806. DOI: 10.1029/2000JD900040.
19. Zhuravleva T.B., Kabanov D.M., Nasrtdinov I.M., Russkova T.V., Sakerin S.M., Smirnov A., Holben B.N. Radiative characteristics of aerosol during extreme fire event over Siberia in summer 2012 // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10. P. 179–198. DOI: 10.5194/amt-10-179-2017.
20. Панченко М.В., Журавлева Т.Б., Козлов В.С., Насртдинов И.М., Полькин В.В., Терпугова С.А., Чернов Д.Г. Оценка радиационных эффектов аэрозоля в фоновых и задымленных условиях атмосферы Сибири на основе эмпирических данных // Метеорол. и гидрол. 2016. № 2. С. 45–54.
21. Smirnov A., Zhuravleva T.B., Segal-Rosenheimer M., Holben B.N. Limitations of AERONET SDA product in presence of cirrus clouds // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 206. P. 338–341. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017.12.007.
22. Hess M., Koepke P., Schult I. Optical properties of aerosols and clouds: The software package OPAC // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 5. P. 831–844.
23. Журавлева Т.Б., Кабанов Д.М., Сакерин С.М., Фирсов К.М. Моделирование прямого радиационного форсинга для типичных летних условий Сибири. Часть 1: Метод расчета и выбор входных параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 2. С. 163–172; Zhuravleva T.B., Kabanov D.M., Sakerin S.M., Firsov K.М. Simulation of aerosol direct radiative forcing under typical summer conditions of Siberia. Part 1. Method of calculation and choice of input parameters // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 1. P. 63–73.
24. Журавлева Т.Б., Сакерин С.М., Бедарева Т.В., Кабанов Д.М., Насртдинов И.М., Чеснокова Т.Ю. Потоки солнечной радиации в безоблачной атмосфере Западной Сибири: сравнение результатов моделирования и натурных измерений // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 11. С. 985–994; Zhuravleva T.B., Sakerin S.M., Bеdаreva Т.V., Kabanov D.M., Nаsrtdinov I.М., Chеsnokovа Т.Yu. Solar radiative fluxes in the clear-sky atmosphere of Western Siberia: A comparison of simulations with field measurements // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 1. P. 985–994.
25. Wang P., Knap W.H., Munneke P.K., Stammes P. Clear-sky shortwave radiative closure for the Cabauw Baseline Surface Radiation Network site, the Netherlands // J. Geophys. Res. 2009. V. 114, N D14206. P. 1–10. DOI: 10.1029/2009JD011978.
26. García O.E., Díaz A.M., Expósito F.J., Díaz J.P., Dubovik O., Dubuisson P., Roger J.-C., Eck T.F., Sinyuk A., Derimian Y., Dutton E.G., Schafer J.S., Holben B.N., García C.A. Validation of AERONET estimates of atmospheric solar fluxes and aerosol radiative forcing by ground-based broadband measurements // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. D21207. DOI: 10.1029/2008JD010211.