Том 27, номер 08, статья № 6

Аннотация:

Анализируется роль вулканогенных аэрозолей в формировании температурных и озоновых аномалий, зарегистрированных в тропической стратосфере после извержения влк. Пинатубо в июне 1991 г., по данным 30-летних баллонных измерений на ст. Хило (Гавайи). В качестве аномалий рассматриваются положительные температурные и отрицательные озоновые отклонения в вертикальных профилях ≥ 2σ относительно многолетнего среднего. Во второй половине 1991 г. стратосферные аномалии хорошо согласуются с наличием вулканического пепла, который сохранялся в стратосфере около полугода. Однако только присутствием долгоживущего сернокислотного аэрозоля невозможно объяснить регистрируемые в дальнейшем в течение 2–3 лет температурные аномалии и депрессию стратосферного озона. Предложен механизм формирования в стратосфере долгоживущих частиц вулканогенной сажи, образующихся при термическом разложении метана в эруптивной колонне, активно поглощающих солнечную радиацию и разрушающих озон на своей поверхности. На основе расчета скорости осаждения сажи с учетом высокой эффективности разрушения озона на ее поверхности объясняется наиболее крупная озоновая аномалия, наблюдавшаяся в нижней стратосфере во второй половине 1992 г.

Ключевые слова:

температурные вертикальные профили, озоновые вертикальные профили, извержение влк. Пинатубо, вулканогенный стратосферный аэрозоль, сажа

Список литературы:

1. Trickl T., Giehl H., Jäger H., Vogelmann H. 35 yr of stratospheric aerosol measurements at Garmisch-Partenkirchen: from Fuego to Eyjafjallajökull, and beyond // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 10. P. 5205–5225.
2. Зуев В.В. Лидарный контроль стратосферы. Новосибирск: Наука, 2004. 306 с.
3. Holasek R.E., Self S., Woods A.W. Satellite observations and interpretation of the 1991 Mount Pinatubo eruption plumes // J. Geophys. Res. B. 1996. V. 101, N 12. P. 27635–27655.
4. McCormick M.P., Thomason L.W., Trepte C.R. Atmospheric Effects of the Mt. Pinatubo Eruption // Nature. 1995. V. 373, N 6513. P. 399–404.
5. Fero J., Carey S.N., Merrill J.T. Simulating the dispersal of tephra from the 1991 Pinatubo eruption: Implications for the formation of widespread ash layers // J. Volcanol. Geoth. Res. 2009.  V. 186, N 1–2. P. 120–131.
6. Wiesner M.G., Wetzel A., Catane S.G., Listanco E.L., Mirabueno H.T. Grain size, areal thickness distribution and controls on sedimentation of the 1991 Mount Pinatubo tephra layer in the South China Sea // Bull. Volcanol. 2004. V. 66, N 3. P. 226–242.
7. Patterson E.M., Pollard C.O., Galindo I. Optical properties of the ash from El Chichon volcano // Geophys. Res. Lett. 1983. V. 10, N 4. P. 317–320.
8. Michel A.E., Usher C.R., Grassian V.H. Reactive uptake of ozone on mineral oxides and mineral dusts // Atmos. Environ. 2003. V. 37, N 23. P. 3201–3211.
9. Russell P.B., Livingston J.M., Pueschel R.F., Bauman J.J., Pollack J.B., Brooks S.L., Hamill P., Thomason L.W., Stowe L.L., Deshler T., Dutton E.G., Bergstrom R.W. Global to microscale evolution of the Pinatubo volcanic aerosol derived from diverse measurements and analyses // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101, N 13. P. 18745–18763.
10. Harker A.B., Ho W.W. Heterogeneous ozone decomposition on sulfuric acid surfaces at stratospheric temperatures // Atmos. Environ. 1979. V. 13, N 7. P. 1005–1010.
11. Olszyna K., Cadle R.D., DePena R.G. Stratospheric heterogeneous decomposition of ozone // J. Geophys. Res. C. 1979. V. 84, N 4. P. 1771–1775.
12. Wang L.K., Shammas N.K., Hung Y.-T. Biosolids treatment processes // Hardbook of environmental engineering. V. 6.  Totowa,  New Jersey: Humana Press, 2007. 830 p.
13. Kravitz B., Robock A., Shindell D.T., Miller M.A. Sensitivity of stratospheric geoengineering with black carbon to aerosol size and altitude of injection // J. Geophys. Res. D. 2012. V. 117, N 9. P. 1–22.
14. Bekki S. On the possible role of aircraft-generated soot in the middle latitude ozone depletion // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 9. P. 10751–10758.
15. Mather T.A., Pyle D.M., Oppenheimer C. Tropospheric Volcanic Aerosol // Volcanism and the Earth’s Atmosphere. Geophys. Monogr. Ser. 2003. V. 139. P. 189–212.
16. Hartmann D.L., Mouginis-Mark P.J. Volcanoes and climate effects of aerosols // EOS science plan: executive summary / Ed. R. Greenstone, M.D. King. Washing-ton, D.C.: NASA, 1999. P. 339–378.
17. Martin R.S., Mather T.A., Pyle D.M., Power M., Allen A.G., Aiuppa A., Horwell C.J., Ward E.P.W. Com-position-resolved size distributions of volcanic aerosols in the Mt. Etna plumes // J. Geophys. Res. D. 2008. V. 113, N 17. P. 1–17.
18. Symonds R.B., Rose W.I., Bluth G., Gerlach T.M. Vol-canic gas studies: methods, results, and applications // Rev. Mineral. Geochem. 1994. V. 30, N 1. P. 1–66.
19. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия, 1965. 328 с.
20. Ивановский В.И. Технический углерод. Процессы и аппараты: Учебное пособие. Омск: ОАО «Техуглерод», 2004. 228 с.
21. Орехов В.С., Субочева М.Ю., Дегтярёв А.А., Труфанов Д.Н. Химическая технология органических веществ: Учебное пособие. Ч. 4. Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. 80 с.
22. URL: http://volcanoes.usgs.gov/
23. Etiope G., Fridriksson T., Italiano F., Winiwarter W., Theloke J. Natural emissions of methane from geothermal and volcanic sources in Europe // J. Volcanol. Geoth. Res. 2007. V. 165, N 1–2. P. 76–86.
24. Basiuk V.A., Navarro-Gonzalez R. Possible role of volcanic ash-gas clouds in the Earth's prebiotic chemistry // Origins Life Evol. B. 1996. V. 26, N 2. P. 173–194.
25. Blake D.F., Kato K. Latitudinal distribution of black carbon soot in the upper troposphere and lower stratosphere // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 4. P. 7195–7202.
26. Petzold A., Döpelheuer A., Brock C.A., Schröder F. In situ observations and model calculations of black carbon emission by aircraft at cruise altitude // J. Geophys. Res. D. 1999. V. 104, N 18. P. 22171–22178.
27. Randel W.J., Wu F., Russell J.M., Waters J.W., Froi-devaux L. Ozone and temperature changes in the stratosphere following the eruption of Pinatubo // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 8. P. 16753–16764.
28. Gobbi G.P., Congeduti F., Adriani A. Early stratospheric effects of the Pinatubo eruption // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19, N 10. P. 997–1000.
29. Hansen J., Lacis A., Ruedy R., Sato M. Potential climate impact of Mount Pinatubo eruption // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19, N 2. P. 215–218.
30. Van der A R.J., Allaart M.A.F., Eskes H.J. Multi Sensor Reanalysis of Total Ozone // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 22. P. 11277–11294.
31. URL: ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ozwv/Dobson/Balloon/
32. URL: http://www.woudc.org/
33. Грязин В.И. Вертикальный перенос стратосферных аэрозолей в поле ветра: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург: Урал. гос. ун-т им. А.М. Горь-кого, 2011. 24 с.
34. Малина К.М. Справочник сернокислотчика. М.: Химия, 1971. 744 c.
35. Chazette P., David C., Lefrere J., Gobin S., Pelon J., Megie G. Comparative lidar study of the optical, geometrical, and dynamical properties of stratospheric aerosols, following the eruptions of El Chichon and Mount Pinatubo // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 11. P. 23195–23207.