Том 30, номер 01, статья № 6

Аннотация:

Обсуждаются результаты исследований физико-химического состава атмосферного аэрозоля в экспедиции НИС «Академик Николай Страхов», проведенной зимой 2015/2016 г. на маршруте от Коломбо до Калининграда (через Суэцкий канал). В сравнении со Средиземным морем и Атлантикой (вблизи Европы) в атмосфере Аравийского и Красного морей отмечены более высокие значения большинства характеристик аэрозоля: аэрозольной оптической толщи (АОТ) в 3–5 раз, счетной концентраций аэрозоля – в 4 раза, концентраций ионов континентального и морского происхождения – в 1,5 раза, а также газообразых примесей (SO₂, HCl, HNO₃, NH₃). Вместе с тем по составу аэрозоля между двумя морями Индийского бассейна есть существенные отличия, обусловленные выносами с континентов различных типов аэрозоля. Над Аравийским морем – самые большие концентрации «сажи» (в среднем, 2,14 мкг · м^–3) ионов морского происхождения (Na⁺, Cl^–, Mg²⁺) и NH₃. Над Красным морем – более высокие значения мелкодисперсной компоненты АОТ, концентраций «континентальных» ионов (SO₄^2–, Ca²⁺, NO₃^–, NH₄⁺) и газообразных примесей – SO₂, HCl, HNO₃. По ионному составу аэрозоля наиболее устойчивые концентрации отмечены у ионов Ca²⁺ (различие между морями менее 15%), а максимальная пространственная изменчивость – у ионов NH₄⁺ (различие до 40 раз).

Ключевые слова:

аэрозольная оптическая толща, концентрации аэрозоля и «сажи», химический состав, Индийский и Атлантический океан

Список литературы:

1. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanre D., Buis J.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. 1998. V. 66. P. 1–16.
2. Исследование радиационных характеристик аэрозоля в азиатской части России / Под ред. С.М. Сакерина. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2012. 484 с.
3. Кузнецова И.Н., Глазкова А.А., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И., Архангельская А.А., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г., Захарова П.В., Лезина Е.А. Сезонная и суточная изменчивость концентраций взвешенных частиц в приземном воздухе жилых районов Москвы // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 6. C. 473–482.
4. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов А.С., Малышкин С.Б., Симоненков Д.В., Антохин П.Н. Нуклеационные всплески в атмосфере бореальной зоны Западной Сибири. Часть I. Классификация и повторяемость // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 9. С. 766–774.
5. Груздев А.Н., Исаков А.А. О природе долгопериодных вариаций массовой концентрации приземного аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 9. С. 810–815; Gruzdev A.N., Isakov A.A. On the nature of long-period variations in mass concentration of near-ground aerosol // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 1. P. 73–78.
6. Smirnov A., Holben B.N., Kaufman Y.J., Dubovik O., Eck T.F., Slutsker I., Pietras C., Halthore R.N. Optical Properties of Atmospheric Aerosol in Maritime Environments // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59, N 3. Pt. 1. P. 501–523.
7. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Smirnov A.V., Holben B.N. Aerosol optical depth of the atmosphere over ocean in the wavelength range 0.37–4 mm // Int. J. Remote Sens. 2008. V. 29, iss. 9. P. 2519–2547. DOI: 10.1080/01431160701767492.
8. Smirnov A., Holben B.N., Slutsker I., Giles D., McClain C.R., Eck T.F., Sakerin S.M., Macke А., Croot P., Zibordi G., Quinn P., Sciare J., Kinne S., Harvey M., Smyth T., Piketh S., Zielinski T., Proshutinsky A., Goes J., Sei-gel D.A., Larouche P., Radionov V.F., Goloub P., Krishnamoorthy K., Matarrese R., Robertson L., Jourdin F. Maritime Aerosol Network as a component of Aerosol Robotic Network // J. Geoph. Res. 2009. V. 114. D06204. DOI: 10.1029/2008JD011257.
9. Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Polkin Vas.V., Polkin Vik.V., Shmirko K.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, iss. 21. P. 12413–12443. DOI: 10.5194/acp-15-1-2015.
10. Tomasi C., Prodi F. Measurement of atmospheric turbidity and vertical mass loading of particulate matter in marine environments (Red Sea, Indian Ocean, and Somalian Coast) // J. Geophys. Res. C. 1982. V. 87, N 2. P. 1279–1286.
11. Kedia S., Ramachandran S. Variability in aerosol optical and physical characteristics over the Bay of Bengal and the Arabian Sea deduced from Angstrem exponents // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. D14207. DOI: 10.1029/2009JD011950.
12. Kalapureddy M.C.R., Kaskaoutis D.G., Raj P.E., De-vara P.C.S., Kambezidis H.D., Kosmopoulos P.G., Nas-tos P.T. Identification of aerosol type over the Arabian Sea in the premonsoon season during the Integrated Campaign for Aerosol, Gases and Radiation Budget (ICARB) // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. D17203. DOI: 10.1029/2009JD011826.
13. Moorthy K.K., Babu S.S., Satheesh S.K. Aerosol cha-racteristics and radiative impacts over the Arabian Sea during the intermonsoon season: results from ARMEX field  campaign  //  J.  Atmos.  Sci.  2005.  V. 62.  P. 192–206.
14. Moorthy K.K., Saha A., Prasad B.S.N., Niranjan K., Jhurry D., Pillai P.S. Aerosol optical depths over peninsular India and adjoining oceans during the INDOEX campaigns: Spatial, temporal, and spectral characteristics // J. Geophys. Res. D. 2001. V. 106, N 22. P. 28,539–28,554.
15. Satheesh S.K., Moorthy K.K., Murthy B.V.K. Spatial gradients in aerosol characteristics over the Arabian Sea and Indian Ocean // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 20. P. 26,183–26,192.
16. Moorthy K.K., Satheesh S.K., Baby S.S., Saha A. Large latitudinal gradients and temporal heterogeneity in aerosol black carbon and its mass mixing ratio over southern and northern oceans observed during a trans-continental cruise experiment // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. L14818. DOI: 10.1029/2005GL023267.
17. Moorthy K.K., Satheesh S.K., Murthy B.V.K. Investigations of marine aerosols over the tropical Indian Ocean // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 15. P. 18827–18842.
18. Prakash P.J., Stenchikov G., Tao W., Yapici T., Warsama B., Engelbrecht J. Study of Arabian Red Sea coastal soils as potential mineral dust sources // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 18. P. 11991–12004. URL: http://www.atmos-chem-phys.net/ 16/11991/2016/ DOI: 10.5194/acp-16-11991-2016.
19. Abdallah R.I., Khalil N.M., Roushdie M.I. Monitoring of pollution in Egyptian Red Sea // Egyptian Journal of Petroleum. 2015. V. 24. P. 59–70.
20. Badarinath K.V.S., Kharol S.K., Sharma A.R. Long-range transport of aerosols from agriculture crop residue burning in Indo-Gangetic Plains e a study using LIDAR, ground measurements and satellite data // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2009. V. 71. P. 112–120.
21. Dey S., Di Girolamo L. A climatology of aerosol optical and microphysical properties over the Indian subcontinent from 9 years (2000–2008) of Multiangle Imaging Spectroradiometer (MISR) data // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. D15204. DOI: 10.1029/ 2009JD013395.
22. Duflot V., Royer P., Chazette P., Baray J.-L., Courcoux Y., Delmas R. Marine and biomass burning aerosols in the southern Indian Ocean: retrieval of aerosol optical properties from ship-borne lidar and sun-photometer measurements // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. D18208. DOI: 10.1029/2011JD015839.
23. Полькин В.В., Кабанов Д.М., Сакерин С.М., Голобокова Л.П. Результаты сравнительных исследований оптических, микрофизических характеристик и химического состава аэрозоля над Каспийским морем в 26-м и 41-м рейсах НИС «Рифт» // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 8. C. 628–635.
24. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Полькин В.В., Радионов В.Ф., Holben B.N., Smirnov A. Вариации оптических и микрофизических характеристик аэрозоля на маршруте Российских антарктических экспедиций в Восточной Атлантике // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 8. C. 666–678. DOI: 10.15372/ AOO20160808.
25. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ростов А.П., Турчинович С.А., Князев В.В. Солнечные фотометры для измерений спектральной прозрачности атмосферы в стационарных и мобильных условиях // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 12. C. 1112–1117; Sakerin S.M., Kabanov D.M., Rostov A.P., Turchinovich S.A., Knyazev V.V. Sun photometers for measuring spectral air transparency in stationary and mobile conditions // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 4. P. 352–356.
26. Счетчик аэрозольных частиц АЗ-10. Руководство по эксплуатации. ЭКИТ 7.830.000 РЭ. М., 2010. 13 с.
27. Козлов В.С., Шмаргунов В.П., Полькин В.В. Спектрофотометры для исследования характеристик поглощения света аэрозольными частицами // Приборы и техн. эксперим. 2008. № 5. С. 155–157.
28. Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы в морских и полярных районах // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. C. 690–697; Sakerin S.M., Kabanov D.M. Fine and coarse components of atmospheric aerosol optical depth in maritime and polar regions // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 510–517.
29. Acker J.G., Leptoukh G. Online Analysis Enhances Use of NASA Earth Science Data // Eos, Trans. AGU. 2007. V. 88, N 2. P. 14–17.
30. URL: http://giovanni.sci.gsfc.nasa.gov
31. Поддубный В.А., Полькин В.В., Сакерин С.М., Голобокова Л.П., Лужецкая А.П., Маркелов Ю.И., Дубинкина Е.С., Хуриганова О.И. Комплексный аэрозольный эксперимент на Среднем Урале. Part 1. Условия проведения и результаты фотометрических измерений // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 12. C. 1003–1010.
32. Kalapureddy M.C.R., Kaskaoutis D.G., Raj P. Ernest, Devara P.C.S., Kambezidis H.D., Kosmopoulos P.G., Nastos P.T. Identification of aerosol type over the Arabian Sea in the remonsoon season during the Integrated Campaign for Aerosols, Gases and Radiation Budget (ICARB) // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. D17203. DOI: 10.1029/2009JD011826.
33. Полькин В.В., Щелканов Н.Н., Голобокова Л.П., Панченко М.В. Сравнение методик оценки вклада континентальных и морских источников в ионный состав приводного аэрозоля Белого моря // Оптика атмосф. и океана. 2008. T. 21, № 1. C. 23–26.
34. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 541 с.
35. Proemse B.C., Mayer B., Fenn M.E. Tracing industrial sulfur contributions to atmospheric sulfate deposition in the Athabasca oil sands region, Alberta, Canada // Appl. Geochem. 2012. V. 27. P. 2425–2434.