Том 36, номер 03, статья № 7

Аннотация:

Приводятся результаты экспериментов, проведенных в Большой аэрозольной камере ИОА СО РАН для изучения оптических характеристик дымового аэрозоля при длительном времени его старения (до 2–3 сут). Представлены оценки влияния эволюции дымов на радиационный форсинг дымового аэрозоля (РФА) на верхней границе атмосферы в Арктике в летнее время. Показано, что для пиролизных дымов основным фактором, определяющим временную зависимость РФА, является эволюция аэрозольной оптической толщины, а для смешанных дымов необходимо дополнительно учитывать временную изменчивость альбедо однократного рассеяния аэрозольных частиц. Рассматривается зависимость РФА от типов подстилающей поверхности и условий освещенности, характерных для Арктики, для разных режимов горения сжигаемой массы.

Ключевые слова:

пиролизные и смешанные дымы, оптические характеристики аэрозоля, временная изменчивость, радиационный форсинг аэрозоля, Арктика

Список литературы:

1. Bond T.C., Doherty S.J., Fahey D.W., Forster P.M., Berntsen T., DeAngelo B.J., Flanner M.G., Ghan S., Kärcher B., Koch D., Kinne S., Kondo Y., Quinn P.K., Sarofim M.C., Schultz M.G., Schulz M., Venkataraman C., Zhang H., Zhang S., Bellouin N., Guttikunda S.K., Hopke P.K., Jacobson M.Z., Kaiser J.W., Klimont Z., Lohmann U., Schwarz J.P., Shindell D., Storelvmo T., Warren S.G., Zender C.S. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118, N 11. P. 5380–5552. DOI: 10.1002/jgrd.50171.
2. Sand M., Berntsen T., von Salzen K., Flanner M., Langner J., Victor D. Response of arctic temperature to changes in emissions of short-lived climate forcers // Nat. Clim. Change. 2016. V. 6. P. 286–289. DOI: 10.1038/nclimate2880.
3. Liu S., Aiken A.C., Arata C., Dubey M.K, Stockwell C.E., Yokelson R.J, Stone E.A, Jayarathne T., Robinson A.L., DeMott P.J., Kreidenweis S.M. Aerosol single scattering albedo dependence on biomass combustion efficiency: Laboratory and field studies // Geophys. Res. Lett. 2014. V. 41, N 2. P. 742–748. DOI: 10.1002/2013GL058392.
4. Поповичева О.Б., Козлов В.С., Рахимов Р.Ф., Шмаргунов В.П., Киреева Е.Д., Персианцева Н.М., Тимофеев М.А., Engling G., Elephteriadis K., Diapouli L., Панченко М.В., Zimmermann R., Schnelle-Kreis J. Оптико-микрофизические и физико-химические характеристики дымов горения сибирских биомасс: эксперименты в аэрозольной камере // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 4. С. 323–331; Popovicheva O.B., Kozlov V.S., Rakhimov R.F., Shmargunov V.P., Kireeva E.D., Persiantseva N.M., Timofeev M.A., Engling G., Eleftheriadis K., Diapouli E., Panchenko M.V., Zimmermann R., Schnelle-Kreis J. Optical-microphysical and physical-chemical characteristics of Siberian biomass burning: Experiments in aerosol chamber // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 5. P. 492–500.
5. Козлов В.С., Рахимов Р.Ф., Шмаргунов В.П. Изменчивость конденсационных свойств смешанного дыма горения биомассы на различных стадиях его эволюции // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 846–855; Kozlov V.S., Rakhimov R.F., Shmargunov V.P. Variations in condensation properties of mixed smoke from biomass burning at different smoke evolution stages // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 1. P. 9–18.
6. Kozlov V.S., Konovalov I.B., Uzhegov V.N., Chernov D.G., Pol’kin Vas.V., Zenkova P.N., Yausheva E.P., Shmargunov V.P., Dubtsov S.N. Dynamics of optical-microphysical characteristics of smokes from Siberian wildfires in the Big Aerosol Chamber at the stages of smoke generation and ageing // Proc. SPIE. 2020. P. 1156046.
7. Попова С.А., Козлов В.С., Макаров В.И., Коновалов И.Б. Анализ влияния УФ-облучения на состав и абсорбирующие свойства углеродсодержащих частиц по данным измерений дымов от сжигания древесины сосны в Большой аэрозольной камере // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 12. С. 965–968; Popova S.A., Kozlov V.S., Makarov V.I., Konovalov I.B. Analysis of the effect of UV irradiation on the composition and absorbing properties of carbon-containing particles based on measurements of smoke from burning pine wood in the large aerosol chamber // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 2. P. 142–145.
8. Kozlov V.S., Shmargunov V.P., Panchenko M.V. Modified aethalometer for monitoring of black carbon concentration in atmospheric aerosol and technique for correction of the spot loading effect // Proc. SPIE. 2016. V. 10035.
9. Зенкова П.Н., Терпугова С.А., Полькин В.В., Полькин Вас.В., Ужегов В.Н., Козлов В.С., Яушева Е.П., Панченко М.В. Развитие эмпирической модели оптических характеристик аэрозоля Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 3. С. 192–198; Zenkova P.N., Terpugova S.A., Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V., Uzhegov V.N., Kozlov V.S., Yausheva E.P., Panchenko M.V. Development of an empirical model of optical characteristics of aerosol in Western Siberia // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 4. P. 320–326.
10. Panchenko M.V., Kozlov V.S., Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V., Terpugova S.A., Uzhegov V.N., Chernov D.G., Shmargunov V.P., Yausheva E.P., Zenkova P.N. Aerosol characteristics in the near-ground layer of the atmosphere of the city of Tomsk in different types of aerosol weather // Atmosphere. 2020. V. 11, N 1. P. 20–39. DOI: 10.3390/atmos11010020.
11. Kozlov V.S., Yausheva E.P., Terpugova S.A., Panchenko M.V., Chernov D.G., Shmargunov V.P. Optical-microphysical properties of smoke haze from Siberian forest fires in summer 2012 // Int. J. Rem. Sens. 2014.    V. 35, N 15. P. 5722–5741.
12. Ивлев Л.С., Попова С.И. Оптические константы вещества атмосферного аэрозоля // Изв. вузов. Физика. 1972. № 5. С. 91–97.
13. Андреев С.Д., Ивлев Л.С. Моделирование оптических характеристик аэрозолей приземного слоя атмосферы в области спектра 0,3–15 мкм. Ч. 2. Модель состава и структуры аэрозолей // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 8. С. 1227–1235.
14. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
15. Лактионов А.Г. Равновесная гетерогенная конденсация. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. 160 с.
16. Konovalov I.B., Golovushkin N.A., Beekmann M., Andreae M.O. Insights into the aging of biomass burning aerosol from satellite observations and 3D atmospheric modeling: evolution of the aerosol optical properties in Siberian wildfire plumes // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21, N 1. P. 357–392. DOI: 10.5194/acp-21-357-2021.
17. Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Коновалов И.Б., Головушкин Н.А. Радиационный форсинг дымового аэрозоля с учетом фотохимической эволюции его органической компоненты: влияние условий освещенности и альбедо подстилающей поверхности // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 9. С. 748–758. DOI: 10.15372/AOO20220908.
18. Baldridge A.M., Hook S.J., Grove C.I., Rivera G. The ASTER spectral library version 2.0 // Remote Sens. Environ. 2009. V. 113, N 4. P. 711–715. DOI: 10.1016/j.rse.2008.11.007.
19. 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. DOI: 10.5194/acp-18-11599-2018.
20. 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.M. 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.