Том 36, номер 09, статья № 2

Аннотация:

По результатам мониторинговых измерений аэрозольных характеристик и метеорологических величин нижнего слоя атмосферы в зимние периоды 2016–2022 гг. в Академгородке, расположенном на юго-востоке г. Томска, проанализированы условия возникновения экстремальных концентраций субмикронных частиц и поглощающего вещества (сажи, черного углерода) в их составе в приземном слое. Показано, что при сочетании приземной инверсии температуры воздуха и слабого (до 1,5 м/с) ветра – застое воздуха – средние значения исследуемых аэрозольных характеристик увеличиваются до 3 раз, а при слабом северо-западном ветре – до 7–8 раз относительно среднесезонных значений. Выявлено, что в ситуациях многодневного застоя воздуха типичный суточный ход, характеризующийся послеполуденным минимумом, меняется. Рост их концентраций продолжается до 15:00 до значений, в 1,8 раза больше ночного минимума, в то время как в остальные зимние дни максимум наступает в 10:00 с превышением ночного минимума концентрацией субмикронных частиц в 1,2 раза, а черного углерода – в 1,5 раза.
 

Ключевые слова:

субмикронный аэрозоль, черный углерод, скорость ветра, направление ветра, приземная инверсия температуры, аэрозольные загрязнения, рельеф местности

Список литературы:

1. Penttinen P., Timonen K.L., Tiittane P., Mirme A., Ruuskanen J., Pekkanen J. Ultrafine particles in urban air and respiratory health among adult asthmatics // Eur. Respir. J. 2001. V. 17, N 3. P. 428–435.
2. Delfino R.J., Sioutas C., Malik S. Potential role of ultrafine particles in associations between airborne particle mass and cardiovascular health // Environ. Health Perspect. 2005. V. 113, N 8. P. 934–946.
3. Morgan T.E., Davis D.A., Iwata N., Tanner J.A., Sny- der D., Ning Z., Kam W., Hsu Y.-T., Win­kler J.W., Chen J.-C., Petasis N.A., Baudry M., Sioutas C., Finch C.E. Glutamatergic neurons in rodent models respond to nanoscale particulate urban air pollutants in vivo and in vitro // Environ. Health Perspect. 2011. V. 119, N 7. P. 1003–1009.
4. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометео­издат, 1975. 447 с.
5. Берлянд М.Е. Об опасных условиях загрязнения атмо­сферы промышленными выбросами // Тр. ГГО. 1966. Вып. 185. С. 15–25.
6. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 184 с.
7. Сонькин Л.Р. Некоторые результаты синоптико-клима­тологического анализа загрязнения воздуха в городах // Тр. ГГО. 1968. Вып. 207.
8. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город. Л.: Гидрометео­издат, 1991. 255 с.
9. РД 52.04.667-2005. URL: https://docs.cntd.ru/docu- ment/1200067118 (дата обращения: 25.03.2023).
10. Виноградова А.А., Губанова Д.П., Иорданский М.А., Скороход А.И. Влияние метеорологических условий  и дальнего переноса воздушных масс на состав призем­ного аэрозоля в Москве в зимние сезоны // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 6. С. 436–446.; Vinogradova A.A., Gubanova D.P., Iordanskii M.A., Skorokhod A.I. Effect of meteorological conditions and long-range air mass transport on surface aerosol composition in winter Moscow // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 6. P. 758–768.
11. Vouitsis I., Amanatidis S., Ntziachristos L., Keles­sis A., Petrakakis M., Stamos I., Mitsakis E., Samaras Z. Dai- ly and seasonal variation of traffic related aerosol pollution in Thessaloniki, Greece, during the financial crisis // Atmos. Environ. 2015. V. 122. P. 577–587. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.10.008.
12. Яушева Е.П., Панченко М.В., Козлов В.С., Терпугова С.А., Чернов Д.Г. Влияние города на аэрозоль­ные характеристики атмосферы Академгородка г. Томска  в переходные сезоны // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 981–988.
13. Ячмёнева Н.В., Гольвей А.Ю. Повторяемость инвер­сий и их влияние на уровень загрязнения атмо­сферного воздуха в г. Челябинске // Вестн. Челябинского гос. ун-та. 2011. Т. 220, № 5. С. 84–89.
14. Короткова Н.В., Семенова Н.В. Влияние метеороло­гических условий на загрязнение атмосферного возду­ха в Саратове // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Науки о Земле. 2019. Т. 19, вып. 3. С. 168–173. DOI: https://doi.org/10.18500/1819-7663-2019-19-3-168-173.
15. Järvi L., Junninen H., Karppinen A., Hillamo R., Vir- kkula A., Mäkelä T., Pakkanen T., Kulmala M. Temporal variations in black carbon concentrations with different time scales in Helsinki during 1996–2005 // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 1017–1027.
16. Hristova E., Georgieva E., Veleva B., Neykova N., Naydenova S., Gonsalvesh-Musakova L., Neykova R., Petrov A. Black carbon in Bulgaria – observed and modelled concentrations in two cities for two months // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 213. DOI: 10.3390/ atmos13020213.
17. Rattigan O.V., Civerolo K., Doraiswamy P., Felton H.D., Hopke P.K. Long term black carbon measurements at two urban locations in New York // Aerosol Air Qual. Res. 2013. V. 13. P. 1181–1196. DOI: 10.4209/aaqr. 2013.02.0060.
18. Zioła N., Błaszczak B., Klejnowski K. Long-term eBC measurements with the use of MAAP in the polluted urban atmosphere (Poland) // Atmosphere. 2021. V. 12. P. 808. DOI: 10.3390/atmos12070808.
19. Yausheva E.P., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Shmar- gunov V.P. Comparison of the year-to-year and seasonal variability of aerosol characteristics under urban and background conditions from measurements at the Aerosol Station and the Fonovaya Observatory in 2014–2018 // Proc. SPIE. 2019. V. 11208. P. 11208–358.
20. Kucbel M., Corsaro A., Švédová B., Raclavská H., Raclavský K., Juchelková D. Temporal and seasonal variations of black carbon in a highly polluted European city: Apportionment of potential sources and the effect of meteorological conditions // J. Environ. Manag. 2017. V. 203, Part 3. P. 1178–1189. DOI: 10.1016/ j.jenvman.2017.05.038.
21. Климат Томска / под ред. С.Д. Кошинского, Л.И. Трифоновой, Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 176 с.
22. Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свириденков М.А. Однопараметрическая модель приземного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1981. Т. 17, № 1. С. 39–49.
23. Козлов В.С., Шмаргунов В.П., Полькин В.В. Спектрофотометры для исследования характеристик погло­щения света аэрозольными частицами // Приборы  и техн. эксперим. 2008. № 5. С. 1–3.
24. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н. Методические реко­мендации по использованию данных дистанционных измерений профилей температуры в пограничном слое микроволновыми профилемерами: теория и практика. Долгопрудный: Физматкнига, 2015. 171 с.
25. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразву­ковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7. С. 21–25.
26. Одинцов С.Л. Развитие и применение акустических средств диагностики атмосферного пограничного слоя // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 786–791; Odintsov S.L. Development and use of acoustic tools for diagnostics of the atmospheric boundary layer // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 104–108.
27. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзо­рова И.В. Высота области интенсивного турбулент­ного теплообмена в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Часть 1: Методика оценок  и статистика // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 10. С. 782–790; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Ka­mardin A.P., Nevzorova I.V. Height of the region of intense turbulent heat exchange in a stably stratified atmospheric boundary layer: Part 1 – Evaluation technique and statistics // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 1. P. 34–44.
28. Топографическая карта Томска. URL: https://ru-ru. topogra­phic-map.com / maps / em1u / %D0%A2% D0% BE%D0%BC% D1%81%D0%BA/.
29. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева Е.П. Суб­мик- ронный аэрозоль и сажа приземного слоя в суточ­ном ходе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 561–569; Kozlov V.S., Panchenko M.V., Yaushe- va E.P. Diurnal variations of the submicron aerosol and black carbon in the near-ground layer // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 1. P. 30–38.
30. Сидоров В.Н., Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свири­денков М.А. Суточный ход оптических и микрофи­зических характеристик приземного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1984. Т. 20, № 12. С. 1156–1164.
31. Емиленко А.С., Копейкин В.М., Ван Ген Чен. Вари­ации содержания сажи и субмикронного аэрозоля  в городе // Тр. Межд. конф. «Физика атмосфер­ного аэрозоля». М., 1999. С. 160–169.
32. Ужегова Н.В., Антохин П.Н., Белан Б.Д., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Фофонов А.В. Исследование суточной динамики характеристик воздуха в г. Томске в холод­ный период года // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 782–789.