Том 32, номер 06, статья № 2

Аннотация:

Новые данные об уровне содержания черного углерода (ВС) в атмосфере получены при круглогодичном ежедневном мониторинге концентрации ВС в приземном воздухе труднодоступного района Северного Урала (на территории Печоро-Илычского природного заповедника) с временным разрешением 1 сут. Проведен анализ результатов за холодное полугодие (с октября 2017 г. по март 2018 г.), когда в атмосфере присутствует только ВС антропогенного происхождения, а влияние пожаров исключено. Средние концентрации ВС (плюс-минус стандартное отклонение) составляют (296 ± 172) и (175 ± 82) нг/м³ в приземном воздухе в пос. Якша и вне его соответственно. Сравнение среднемесячных значений концентрации ВС в приземном воздухе с ее оценками по данным спутниковых наблюдений (https://giovanni.gsfc.nasa. gov/giovanni/) показывает удовлетворительное соответствие, что можно считать их взаимной верификацией и подтверждением достоверности результатов. Анализ траекторий дальнего переноса воздушных масс и ВС позволил выделить для района Печоро-Илычского заповедника основные антропогенные источники ВС в атмосфере, расположенные на расстояниях менее 500 км от него на территориях промышленного Среднего Урала, районов добычи углеродсодержащего топлива ЯНАО и ХМАО, в городах и поселках Пермского края, Удмуртии, Республики Коми.

Ключевые слова:

атмосфера, приземный слой, загрязнение, черный углерод, непрерывный мониторинг, Печоро-Илычский заповедник, антропогенные источники

Список литературы:

1. AMAP Assessment 2015: Black carbon and ozone as Arctic climate forcers. Oslo, Norway: Arctic Monitoring and Assessment Programme, 2015. 116 p.
2. Панченко М.В., Журавлева Т.Б., Козлов В.С., Насртдинов И.М., Полькин В.В., Терпугова С.А., Чернов Д.Г. Оценка радиационных эффектов аэрозоля в фоновых и задымленных условиях атмосферы Сибири на основе эмпирических данных // Метеорол. и гидрол. 2016. № 2. С. 45–54.
3. Bond T.C., Doherty S.J., Fahey D.W., Forster P.M., Berntsen T., DeAngelo B.J., Flanner M.G., Ghan S., Kärcher B., Koch D., Kinne S., Kondo Y., Quinn P.K., Sarofim M.C., Schultz M.G., Schulz M., Venkataraman C., Zhang H., Zhang S., Bellouin N., Guttikunda S.K., Hopke P.K., Jacobson M.Z., Kaiser J.W., Klimont Z., Lohmann U., Schwarz J.P., Shindell D., Storelvmo T., Warren S.G., Zender C.S. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment // J. Geophys. Res. Atmos. 2013. V. 118. P. 5380–5552.
4. Schmeisser L., Backman J., Ogren J.A., Andrews E., Asmi E., Starkweather S., Uttal T., Fiebig M., Sharma S., Eleftheriadis K., Vratolis S., Bergin M., Tunved P., Jefferson A. Seasonality of aerosol optical properties in the Arctic // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 11599–11622.
5. Копейкин В.М. Наблюдение сажевого аэрозоля в атмосфере над Россией в международных экспедициях TROICA // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 7. С. 641–646.
6. Емиленко А.С., Копейкин В.М. Сравнение синхронных измерений концентрации сажи и субмикронного аэрозоля в регионах с различной степенью антропогенной нагрузки // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. С. 535–540; Emilenkо А.S., Kоpeikin V.М. Comparison of synchronous measurements of soot and submicron aerosol concentrations in regions with different anthropogenic loadings // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 4. P. 421–427.
7. Limon-Sanchez M.T., Carbajal-Romero P., Hernandez-Mena L., Saldarriaga-Norena H., Lopez-Lopez A., Cosio-Ramirez R., Arriaga-Colina J.L., Smith W. Black carbon in PM_2.5, data from two urban sites in Guadalajara, Mexico during 2008 // Atmos. Pollut. Res. 2011. V. 2. P. 358–365. DOI: 10.5094/APR.2011.040.
8. Копейкин В.М., Емиленко А.С., Исаков А.А., Лоскутова О.В., Пономарева Т.Я. Изменчивость сажевого и субмикронного аэрозоля в Московском регионе в 2014–2016 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 1. С. 5–10; Kоpeikin V.М., Emilenkо А.S., Isakov А.А., Lоskutovа О.V., Pоnomarevа Т.Ya. Variability of soot and fine aerosol in the Moscow Region in 2014–2016 // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 3. P. 243–249.
9. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева Е.П. Субмикронный аэрозоль и сажа приземного слоя в суточном ходе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 561–569; Kоzlov V.S., Pаnchenkо М.V., Yaushevа Е.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.
10. Макштас А.П., Уттал Т., Лаурилла Т., Парамонова Н.А. Гидрометеорологическая обсерватория Тикси (к пятилетию открытия) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 2 (104). С. 5–12.
11. Popovicheva O., Diapouli E., Makshtas A., Shonija N., Manousakas M., Saraga D., Uttae T., Eleftheriadis K. East Siberian Arctic background and black carbon polluted aerosols at HMO Tiksi // Sci. Total Environ. 2019. V. 655. P. 924–938. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.165.
12. Копейкин В.М., Репина И.A., Гречко Е.И., Огородников Б.И. Измерение содержания сажевого аэрозоля над водной поверхностью в Южном и Северном полушариях // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 6. С. 444–450; Kоpeikin V.М., Repinа I.A., Grechkо Е.I., Оgorodnikov B.I. Measurements of soot aerosol content in the near-water atmospheric layer in the southern and northern hemispheres // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 6. P. 500–507.
13. Козлов В.С., Шмаргунов В.П., Панченко М.В. Сезонная изменчивость вертикальных профилей поглощающих характеристик субмикронного аэрозоля в тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 7. С. 635–642.
14. Doherty S.J., Warren S.G., Grenfell T.C., Clarke A.D., Brandt R.E. Light-absorbing impurities in Arctic snow // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10. P. 11647–11680.
15. Шевченко В.П., Куценогий К.П., Макаров В.И., Панченко М.В., Полькин В.В., Попова С.А., Новигатский А.Н. Аэрозоли // Система Белого моря. Т. II. Водная толща и взаимодействующие с ней атмосфера, криосфера, речной сток и биосфера. М.: Научный мир, 2012. С. 50–69.
16. Acker J.G., Leptoukh G. Online analysis enhances use of NASA Earth science data // Eos., Trans. AGU. V. 88, N 2. Р. 14–17.
17. Hansen A.D.A., Rosen H., Novakov T. The aethalometer–an instrument for real-time measurement of optical absorption by aerosol particles // Sci. Total. Environ. 1984. V. 36, N 1. P. 191–196.
18. Виноградова А.А. Дистанционная оценка влияния загрязнения атмосферы на удаленные территории // Геофизические процессы и биосфера. 2014. Т. 13, № 4. С. 5–20.
19. Air Quality Engineering & Climate Studies Research Group [Electronic resource]. URL: http://acs.engr.utk.edu/Data.php (last access: 11.02.2019).
20. Air Resources Laboratory [Electronic resource]. URL: https://www.arl.noaa.gov (last access: 11.02.2019).
21. Huang K., Fu J.S., Prikhodko V.Y., Storey J.M., Romanov A., Hodson E.L., Cresko J., Morozova I., Ignatieva Y., Cabaniss J. Russian anthropogenic black carbon: Emission reconstruction and Arctic black carbon simulation // J. Geophys. Res. Atmos. 2015. V. 120. DOI: 10.1002/2015JD023358.
22. Макаров В.А., Охта С. Органический и неорганический углерод в атмосферных аэрозолях Якутии // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17, № 9. С. 774–778.
23. Виноградова А.А., Титкова Т.Б., Иванова Ю.А. Эпизоды аномально высокой концентрации черного углерода в приземном воздухе в районе станции Тикси, Якутия // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 10. С. 837–844; Vinogradovа А.А., Тitkovа Т.B., Ivanovа Yu.А. Episodes with anomalously high black carbon concentration in surface air in the region of Tiksi station, Yakutiya // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 1. P. 94–102.
24. Gong S.L., Zhao T.L., Sharma S., Toom-Sauntry D., Lavoué D., Zhang X.B., Laitch W.R., Barrie L.A. Identification of trends and interannual variability of sulfate and black carbon in the Canadian High Arctic: 1981–2007 // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. DOI: 10.1029/2009JD012943.
25. Wang Q., Jacob D.J., Fisher J.A., Mao J., Leibensperger E.M., Carouge C.C., Le Sager P., Kondo Y., Jimenez J.L., Cubison M.J., Doherty S.J. Sources of carbonaceous aerosols and deposited black carbon in the Arctic in winter–spring: Implications for radiative forcing // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 12453–12473.
26. Eleftheriadis K., Vratolis S., Nyeki S. Aerosol black carbon in the European Arctic: Measurements at Zeppelin station, Ny-Ålesund, Svalbard from 1998–2007 // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. DOI: 10.1029/2008GL035741.
27. Шевченко В.П., Стародымова Д.П., Виноградова А.А., Лисицын А.П., Макаров В.Н., Попова С.А., Сивонен В.В., Сивонен В.П. Элементный и органический углерод в атмосферном аэрозоле над северо-западным побережьем Кандалакшского залива Белого моря // Докл. РАН. 2015. Т. 461, № 1. С. 1–5.
28. Козлов В.С., Тихомиров А.Б., Панченко М.В., Шмаргунов В.П., Полькин В.В., Сакерин С.М., Лисицын А.П., Шевченко В.П. Оптические и микрофизические характеристики аэрозоля в приводной атмосфере Белого моря по данным одновременных корабельных и береговых измерений в августе 2006 г. // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 8. С. 767–776; Kozlov V.S., Тikhomirov А.B., Panchenkо М.V., Shmargunov V.P., Pol’kin V.V., Sakerin S.М., Lisitzin А.P., Shevchenkо V.P. Optical and microphysical parameters of aerosol in the near-water atmosphere of the White Sea as assessed from the data of simultaneous ship-borne and coast-based measurements in August 2006 // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 5. P. 517–526.
29. Stohl A., Klimont Z., Eckhardt S., Kupiainen K., Shevchenko V.P., Kopeikin V.M., Novigatsky A.N. Black carbon in the Arctic: the underestimated role of gas flaring and residential combustion emissions // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 17. P. 8833–8855.
30. Access NASA Earth Science Data [Electronic resource]. URL: https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni (last access: 11.02.2019).