Optika Atmosfery i Okeana Journal

Vol. 31, issue 10, article # 9

Elansky N. F., Shilkin A. V., Semutnikova E. G., Zakharova P. V., Rakitin V. S., Ponomarev N. A., Verevkin Y. M. The weekly cycle of pollutant concentrations in the surface air above Moscow. // Optika Atmosfery i Okeana. 2018. V. 31. No. 10. P. 829–836. DOI: 10.15372/AOO20181009 [in Russian].
Copy the reference to clipboard

Abstract:

The temporal variability of the concentrations of air pollutants CO, NO, NO₂, SO₂ and PM₁₀ in the surface air layer above Moscow shows a weekly cycle, which is manifested in a decrease in the pollution level on weekends. To determine the main feature of the weekly variations and the amplitude of the weekly cycle, a 10-year archive of data on atmospheric composition from 46 “Mosecomonitoring” stations was used for change first time. The city and season average amplitudes of weekly variations in the daytime concentrations of CO vary from 21.8% in spring to 29.2% in winter, and of NO, from 16.9% in summer to 38.1% in winter. The weekly cycle of NO₂ daily concentration is stable during the year, and its amplitude is 33% on average. Amplitudes of weekly variations in SO₂ and PM₁₀ are maximal in daytime data and equal to 22.7% and 35.2%, respectively, in autumn; the CH₄ weekly cycle is insignificant. A weekly cycle in night concentrations of these pollutants is significant only for NO₂. The analysis of the data obtained for different Moscow districts shows approximately the same Sunday effect. Only CO concentrations have increased amplitudes in the city centre (39.2%) and southwestern sector (35.1%).

Keywords:

weekly cycle, pollutants, carbon monoxide, methane, nitrogen oxide, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, aerosol, surface concentrations, megacity

References:

   1. Elansky N.F., Ponomarev N.A., Verevkin Y.M. Air quality and pollutant emissions in the Moscow megacity in 2005–2014 // Atmos. Environ. 2018. V. 175, N 2. P. 54–64.
   2. Butler T.M., Lawrence M.G., Gurjar B.R., van Aardenne J., Schultz M., Leliveld J. The representation of emission from megacities in global emissions inventories // Atmos. Environ. 2008. V. 42, N 4. P. 703–719.
   3. Elansky N. Air quality and CO emissions in the Moscow megacity // Urban Clim. 2014. V. 8. P. 42–56.
   4. Murphy J.G., Day D.A., Cleary P.A., Wooldridge P.J., Millet D.B., Goldstein A.H., Cohen R.C. The weekend effect within and downwind of Sacramento – Part 1: Observations of ozone, nitrogen oxides, and VOC reactivity // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7. P. 5327–5339.
   5. Stephens S., Madronich S., Wu F., Olson J.B., Ramos R., Retama A., Muñoz R. Weekly patterns of México City's surface concentrations of CO, NO_x, PM₁₀, and O₃ during 1986–2007 // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 5313–5325.
   6. Yoo J.-M., Jeong M.-J., Kim D., Stockwell W.R., Yang J.-H., Shin H.-W., Lee M.-I., Song C.-K., Lee S.-D. Spatiotemporal variations of air pollutants (O₃, NO₂, SO₂, CO, PM₁₀, and VOCs) with land-use types // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15. P. 10857–10885.
   7. Мохов И.И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на европейской территории России в контексте общих изменений климата и его аномалий // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 709–716.
   8. Еланский Н.Ф., Мохов И.И., Беликов И.Б., Березина Е.В., Елохов А.С., Иванов В.А., Панкратова Н.В., Постыляков О.В., Сафронов А.Н., Скороход А.И., Шумский Р.А. Газовые примеси в атмосфере над Москвой летом 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 729–738.
   9. Кузнецова И.Н. Влияние метеорологических условий на загрязнение воздуха Москвы в летних эпизодах 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2012. Т. 48, № 5. С. 566–577.
10. Панкратова Н.В., Еланский Н.Ф., Беликов И.Б., Лаврова О.В., Скороход А.И., Шумский Р.А. Озон и окислы азота в приземном воздухе Северной Евразии по наблюдениям в экспериментах TROICA // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 3. С. 343–358.
11. Еланский Н.Ф., Локощенко М.А., Трифанова А.В., Беликов И.Б., Скороход А.И. О содержании малых газовых примесей в приземном слое атмосферы над Москвой // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 1. С. 39–51. DOI: 10.7868/S0002351515010034.
12. Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Исаков А.А., Копейкин В.М., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Лезина Е.А., Пономарева Т.Я., Соколов А.В. Московская дымная мгла 2010 г. Экстремальное аэрозольное и газовое загрязнение воздушного бассейна Московского региона // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 452–458.
13. Gorchakov G.I., Semoutnikova E.G., Baikova E.S., Karpov A.V. The weekly cycle of diurnal variation of the carbon monoxide concentration in the surface and boundary layers of the urban atmosphere // Doklady Earth Sciences. 2014. V. 455, Part 2. P. 425–429. DOI: 10.1134/S1028334X14040059.
14. Ситнов С.А., Адикс Т.Г. Недельная изменчивость приземных концентраций CO в Москве // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2014. Т. 50, № 2. С. 185–196. DOI: 10.7868/S0002351514020114.
15. Алферова А.М., Блинов В.Г., Гитарский М.Л., Грабар В.А., Замолодчиков Д.Г., Зинченко А.В., Иванова В.М.. Ивахов В.М., Карабань Р.Т., Карелин Д.В., Калюжный И.Л., Кашин Ф.В., Конюшков Д.Е., Коротков В.Н., Кровотынцев В.А., Лавров С.А., Марунич А.С., Парамонова Н.Н., Романовская А.А., Трунов А.А., Шилкин А.В., Юзбеков А.К. Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах. Саратов: Амирит, 2017. 279 с.
16. Груздев А.Н. О недельной цикличности в атмосфере // Докл. РАН. 2011. Т. 439, № 3. С. 407–412.
17. Еланский Н.Ф., Беликов И.Б., Голицын Г.С., Грисенко А.М., Лаврова О.В., Панкратова Н.В., Сафронов А.Н., Скороход А.И., Шумский Р.А. Наблюдения состава атмосферы в Московском мегаполисе с передвижной лаборатории // Докл. РАН. 2010. Т. 432, № 2. С. 250–256.
18. Blanchard C.L., Tanenbaum S.J. Differences between weekday and weekend air pollutant levels in Southern California // J. Air Waste Manage. Assoc. 2003. V. 53. P. 816–828.
19. Beirle S., Platt U., Wenig M., Wagner T. Weekly cycle of NO₂ by GOME measurements: a signature of anthropogenic sources // Atmos. Chem. Phys. 2003. V. 3. P. 2225–2232. DOI: 10.5194/acp-3-2225-2003.