Том 36, номер 12, статья № 11

Аннотация:

Представлены результаты исследования пространственного распределения концентрации метана в поверхностной воде оз. Байкал в весенний период. Основой послужили данные измерений, которые впервые были проведены в режиме круглосуточной непрерывной регистрации содержания СН₄ по всей трассе прохода исследовательского судна в комплексных экспедициях ЛИН СО РАН в весенние сезоны 2013, 2016, 2017, 2018, 2021, 2022 гг. По результатам шести экспедиций сформирован объединенный массив данных из 12100 сегментов (шаг 0,005° по широте и 0,01° долготе), суммарная площадь которых составила 4466,7 км², или 14% от поверхности оз. Байкал. Расчет статистических характеристик был осуществлен в четырех зонах: между изобатами 0 и 100 м, 100 и 200 м, 200 и 400 м, свыше 400 м. Проведенное сравнение значений концентраций метана в анализируемом массиве с данными других исследователей, полученными в разные годы на близких участках акватории, позволило заключить, что представленные в работе результаты адекватно отражают наиболее устойчивые особенности пространственной картины распределения концентрации СН₄ в поверхностной воде оз. Байкал в весенние сезоны.

Ключевые слова:

озеро Байкал, парниковый эффект, климат, концентрация, метан, поверхностная вода, кислород, биогенные элементы, парциальное давление, эквилибратор, изобаты

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Бажин Н.М. Метан в окружающей среде // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. 2010. Т. 93. С. 1–56.
2. Елисеев А.В. Глобальный цикл метана: обзор // Фундаментальная и прикладная климатология. 2018. Т. 1. С. 52–70. DOI: 10.21513/2410-8758-2018-1-52-70.
3. Kirschke S., Bousquet P., Ciais P., Saunois M., Canadell J.G., Dlugokencky E.J., Bergamaschi P., Bergmann D., Blake D.R., Bruhwiler L., Cameron-Smith P., Castaldi S., Chevallier F., Feng L., Fraser A., Heimann M., Hodson E.L., Houweling S., Josse B., Fraser P.J., Krummel P.B., Lamarque J.F., Langenfelds R.L., Le Quéré C., Naik V., O'Doherty S., Palmer P.I., Pison I., Plummer D., Poulter B., Prinn R.G., Rigby M., Ringeval B., Santini M., Schmidt M., Shindell D.T., Simpson I.J., Spahni R., Steele L.P., Strode S.A., Sudo K., Szopa S., Van Der Werf G.R., Voulgarakis A., Van Weele M., Weiss R.F., Williams J.E., Zeng G. Three decades of global methane sources and sinks // Nature Geosci. 2013. V. 6, N 10. Р. 813–823.
4. Кароль И.Л., Киселев А.А. Атмосферный метан и глобальный климат // Природа. 2004. № 7. С. 1–10.
5. Etminan M., Myhre G., Highwood E.J., Shine K.P. Radiative forcing of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide: A significant revision of the methane radiative forcing // Geophys. Res. Lett. 2016. V. 43, N 24. Р. 12614–12623.
6. Денисов С.Н., Елисеев А.В., Мохов И.И. Изменения климата в глобальной модели ИФА РАН с учетом взаимодействия с метановым циклом при антропогенных сценариях семейства RCP // Метеорол. и гидрол. 2015. № 11. С. 30–41.
7. Семенов С.М., Говор И.Л., Уварова Н.Е. Роль метана в современном изменении климата. М.: Изд-во Ин-та глобального климата и экологии им. акад. Ю.А. Израэля, 2018. 106 с.
8. Joint 1st and 2nd IPCC expert meeting on short-lived climate forcer’s report of IPCC Expert Meeting 11–22 October 2021. Virtual Meeting. URL: https://www. ipcc-nggip.iges.or.jp (last access: 24.09.2023).
9. Bohn T.J., Melton J.R., Ito A., Kleinen T., Spahni R., Stocker B.D., Zhang B., Zhu X., Schroeder R., Glagolev M.V., Maksyutov S., Brovkin V., Chen G., Denisov S.N., Eliseev A.V., Gallego-Sala A., McDonald K.C., Rawlins M.A., Riley W.J., Subin Z.M., Tian H., Zhuang Q., Kaplan J.O. WETCHIMP-WSL: Intercomparison of wetland methane emissions models over West Siberia // Biogeosci. 2015. V. 12, N 11. Р. 3321–3349.
10. Атлас. Байкальский регион: общество и природа. М.: Паулсен, 2021. 320 с.
11. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е., Соколова Е.Н., Земская Т.И. Бактериальное образование метана в донных осадках озера Байкал // Микробиология. 1995. Т. 64, № 3. С. 411–417.
12. Федоров Ю.А., Никаноров А.М., Тамбиева Н.С. Первые данные о распределении содержания биогенного метана в воде и донных отложениях озера Байкал // Докл. АН. 1997. Т. 353, № 3. С. 394–397.
13. Кузьмин M.И., Калмычков Г.В., Гелетий В.Ф., Гнилуиш В.А., Горегляд А.В., Хахаев Б.Н., Певзнер Л.А., Каваи Л., Иошида Н., Лучков А.Д., Пономарчук В.А., Конторович А.Э., Бажин Н.М., Махов Г.А., Дядин Ю.А., Кузнецов Ф.А., Ларионов Э.Г., Манаков А.Ю., Смоляков Б.С., Манделъбаум М.М., Железняков Н.К. Первая находка газогидратов в осадочной толще озера Байкал // Докл. АН. 1998. Т. 362, № 4. С. 541–543.
14. Гранин Н.Г., Гранина Л.З. Газовые гидраты и выхо­ды газов на Байкале // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 7. С. 629–637.
15. Kapitanov V.A., Tyryshkin I.S., Krivolutskii N.P., Ponomarev Yu.N., De Batist M., Gnatovsky R.Yu. Spatial distribution of methane over Lake Baikal surface // Spectrochim. Acta Part A. 2007. N 66. Р. 788–795.
16. Schmid M., De Batist M., Granin N.G., Kapitanov V.A., McGinnis D.F., Mizandrontsev I.B., Obzhirov A.I., Wüest A. Sources and sinks of methane in Lake Baikal: A synthesis of measurements and modeling // Limnol. Oceanogr. 2007. V. 52, N 5. P. 1824–1837.
17. Granin N.G., Muyakshin, Makarov M.M., Kucher K.M., Aslamov I.A., Granina L.Z., Mizandrontsev I.B. Estimation of methane fluxes from bottom sediments of lake Baikal // Geo-Marine Letters. 2012. V. 32, N 5. P. 427–436. DOI: 10.1007/s00367-012-0299-6.
18. Гранин Н.Г., Мизандронцев И.Б., Козлов В.В., Иванов В.Г., Кучер К.М., Корнева Е.С. Окисление метана в водной толще озера Байкал // Докл. РАН. 2013. Т. 451, № 3. С. 332–335.
19. Павлова О.Н., Букин С.В., Ломакина А.В., Калмычков Г.В., Иванов В.Г., Морозов И.В., Погодаева Т.В., Пименов Н.В., Земская Т.И. Образование углеводородных газов микробным сообществом донных осадков оз. Байкал // Микробиология. 2014. Т. 83, № 6. С. 694–702.
20. Zakharenko A.S., Pimenov N.V., Ivanov V.G., Zemskaya T.I. Detection of methane in the water column at gas and oil seep sites in central and southern Lake Baikal // Mikrobiologiya. 2015. V. 84, N 1. Р. 98–106.
21. Гарькуша Д.Н., Федоров Ю.А., Тамбиева Н.С., Андреев Ю.А., Михайленко О.А. Метан в воде и донных отложениях озера Байкал // Водные ресурсы. 2019. Т. 46, № 5. С. 511–522.
22. Мизандронцев И.Б., Козлов В.В., Иванов В.Г., Кучер К.М., Корнева Е.С., Гранин Н.Г. Вертикальное распределение метана в водной толще Байкала // Водные ресурсы. 2020. Т. 47, № 1. С. 78–85. DOI: 10.31857/S0321059620010101.
23. Пестунов Д.А., Домышева В.М., Иванов В.Г., Шамрин А.М., Панченко М.В. Пространственное распределение направления потоков СО₂ и СН₄ по акватории озера Байкал (кругобайкальская экспедиция, июнь 2013 г.) // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 9. С. 792–799. DOI: 10.15372/AOO20150904.
24. Сакирко М.В., Домышева В.М., Белых О.И., Помазкина Г.В., Шимараев М.Н., Панченко М.В. К оценке пространственной изменчивости направления потоков углекислого газа в разные гидрологические сезоны на оз. Байкал // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. С. 596–600; Sakirko M.V., Domysheva V.M., Belykh O.I., Pomazkina G.V., Shimaraev M.N., Panchenko M.V. Estimation of the spacial variability of carbonic acid stream direction in different hydrological seasons at Lake Baikal // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 4. P. 478–482.
25. Домышева В.М., Усольцева М.В., Сакирко М.В., Пестунов Д.А., Шимараев М.Н., Поповская Г.И., Панченко М.В. Пространственное распределение потоков углекислого газа, биогенных элементов и биомассы фитопланктона в пелагиали оз. Байкал в весенний период 2010–2012 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 6. С. 539–545; Domysheva V.M., Usoltseva M.V., Sakirko M.V., Pestunov D.A., Shimaraev M.N., Popovskaya G.I., Panchenko M.V. Spatial distribution of carbon dioxide fluxes, biogenic elements, and phytoplankton biomass in the pelagic zone of Lake Baikal in spring period of 2010–2012 // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 4. Р. 529–535.
26. Поповская Г.И., Усольцева М.В., Фирсова А.Д., Лихошвай Е.В. Оценка состояния весеннего фитопланктона в озере Байкал // География и природные ресурсы. 2008. № 1. С. 83–88.
27. Obolkin V.A., Khodzher T.V., Netsvetaeva O.G. Atmospheric precipitation as a source of biogenic elements entering the ecosystem of Lake Baikal // Limnol. Freshwater Biology. 2020. N 4. Р. 868–869. DOI: 10.31951/2658-3518-2020-A-4-868.
28. Гармаев Е.Ж., Цыдыпов Б.З. Уровенный режим оз. Байкал: состояние и перспективы в новых условиях регламентации // Вестн. Бурятского гос. ун-та. Биология, география. 2019. № 1. С. 37–44
29. Sorokovikova L.M., Tomberg I.V., Sinyukovich V.N., Molozhnikova E.V., Khodzher T.V. Low water level in the Selenga River and reduction of silica input to Lake Baikal // Inland waters. 2019. V. 9, N 4. Р. 464–470. DOI: 10.1080/20442041.2019.158007.
30. Макаров М.М., Муякшин С.И., Кучер К.И., Асламов И.А., Гнатовский Р.Ю., Гранин Н.Г. Пузырьковые выходы газа на дне озера Байкал: эхолокационное наблюдение и оценка потока метана, связь этого потока с высотой газовых факелов // Фундамен­тальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 3. С. 32–41.
31. Shamrin A.M., Pestunov D.A., Domysheva V.M., Ivanov V.G., Sakirko M.V., Panchenko M.V. Greenhouse gases, nutrients and fluorescent characteristics in Lake Baikal in the zones of spring homothermia formation // Proc. SPIE. 2019. V. 11208. CID: 11208 4E. DOI: 10.1117/12.2540716. 9 p.
32. Шимараев М.Н., Гранин Н.Г. К вопросу о стратификации и механизме конвекции в Байкале // Докл. АН СССР. 1991. Т. 321, № 2. С. 381–385.