Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 33, номер 04, статья № 3

Тимофеев Ю. М., Березин И. А., Виролайнен Я. А., Поберовский А. В., Макарова М. В., Поляков А. В. Оценки антропогенных эмиссий СО₂ для Москвы и Санкт-Петербурга по данным спутниковых измерений ОСО-2. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 04. С. 261–265. DOI: 10.15372/AOO20200403. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

На основе измерений содержания углекислого газа спутниковой аппаратурой ОСО-2 с помощью боксовой модели определены антропогенные эмиссии СО₂ для мегаполисов Москвы и Санкт-Петербурга. Эмиссии СО₂ для Санкт-Петербурга 1.03.2016 и 12.05.2018 г. составили 80 и 74 т/(км² × сут). Эмиссии CO₂ для Москвы составили 123, 179 и 186 т/(км² × сут) 25.08.2018, 22.06.2018 и 26.03.2017 г. соответственно. Сопоставления полученных результатов с оценками, сделанными для других мегаполисов, показали, что эмиссии для Санкт-Петербурга близки к значениям Лос-Анджелеса и Берлина, а для Москвы – к средним значениям Лондона. Погрешность определения эмиссий зависит в первую очередь от величины антропогенного вклада, варьируя от 30 до ~ 90%.

Ключевые слова:

спутниковые измерения, углекислый газ, оценки антропогенных эмиссий, спутник ОСО-2, боксовая модель, временная изменчивость CO2

Список литературы:

1. Mori K., Hirahara T., Ikegami M., Conway T.J. Technical Report of Global Analysis Method for Major Greenhouse Gases by the World Data Centre for Greenhouse Gases. GAW Report N 184. WMO, 2009. 29 p.
2. Matsunaga T., Maksyutov S. (eds.). A Guidebook on the Use of Satellite Greenhouse Gases Observation Data to Evaluate and Improve Greenhouse Gas Emission Inventories. Satellite Observation Center, National Institute for Environmental Studies, Japan, 2018. 129 p.
3. Wu L., Broquet G., Ciais P., Bellassen V., Vogel F., Chevallier F., Xueref-Remy I., Wang Y. What would dense atmospheric observation networks bring to the quantiﬁcation of city CO₂ emissions? // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16, N 12. P. 7743–7771.
4. Hopkins F.M., Ehleringer J.R., Bush S.E., Duren R.M., Miller C.E., Lai C.-T., Hsu Y.-K., Carranza V., Randerson J.T. Mitigation of methane emissions in cities: How new measurements and partnerships can contribute to emissions reduction strategies // Earth’s Future. 2016. V. 4, N 9. P. 408–425.
5. Palmer P.I. Quantifying sources and sinks of trace gases using space-borne measurements: Current and future science // Phil. Trans. R. Soc. A. 2008. V. 366, N 1885. P. 4509–4528.
6. Miller C.E., Crisp D., DeCola P.L., Olsen S.C., Randerson J.T., Michalak A.M., Alkhaled A., Rayner P., Jacob D.J., Suntharalingam P., Jones D.B.A., Denning A.S., Nicholls M.E., Doney S.C., Pawson S., Boesch H., Connor B.J., Fung I.Y, O’Brien D., Salawitch R.J., Sander S.P., Sen B., Tans P., Toon G.C., Wennberg P.O., Wofsy S.C., Yung Y.L., Law R.M. Precision requirements for space-based X_CO2 data // J. Geophys. Res. 2007. V. 112, N D10314. DOI: 10.1029/2006JD007659.
7. Deng F., Jones D.B.A., Henze D.K., Bousserez N., Bowman K.W., Fisher J.B., Nassar R., O’Dell C., Wunch D., Wennberg P.O., Kort E.A., Wofsy S.C., Blumenstock T., Deutscher N.M., Griffith D.W.T., Hase F., Heikkinen P., Sherlock V., Strong K., Sussmann R., Warneke T. Inferring regional sources and sinks of atmospheric CO₂ from GOSAT X_CO2 data // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14, N 7. P. 3703–3727.
8. Feng L., Palmer P.I., Bösch H., Parker R.J., Webb A.J., Correia C.S.C., Deutscher N.M., Domingues L.G., Feist D.G., Gatti L.V., Gloor E., Hase F., Kivi R., Liu Y., Miller J.B., Morino I., Sussmann R., Strong K., Uchino O., Wang J., Zahn A. Consistent regional fluxes of CH₄ and CO₂ inferred from GOSAT proxy X_C_Н₄:X_CO2 retrievals, 2010–2014 // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17, N 7. P. 4781–4797.
9. Nassar R., Hill T.G., McLinden C.A., Wunch D., Jones D.B.A., Crisp D. Quantifying CO₂ emissions from individual power plants from space // Geoph. Res. Lett. 2017. V. 44, N 19. P. 10.045–10.053.
10. Frankenberg C., Pollock R., Lee R.A.M., Rosenberg R., Blavier J.-F., Crisp D., O'Dell C.W., Osterman G.B., Roehl C., Wennberg P.O., Wunch D. The Orbiting Carbon Observatory (OCO-2): Spectrometer performance evaluation using pre-launch direct sun measurements // Atmos. Meas. Tech. 2015. V. 8, N 1. P. 301–313.
11. Wunch D., Wennberg P.O., Osterman G., Fisher B., Naylor B., Roehl C.M., O'Del C., Mandrake L., Viatte C., Kiel M., Griffith D.V.T., Deutscher N.M., Velazco V.A., Notholt J., Warneke T., Petri C., Martine De Maziere, Sha M.K., Sussmann R., Rettinger M., Pollard D., Robinson J., Morino I., Uchino O., Hase F., Blumenstock T., Feist D.G., Arnold S.G., Strong K., Mendonca J., Kivi R., Heikkinen P., Iraci L., Podolske J., Hillyard P.W., Kawakami Sh., Dubey M.K., Parker H.A., Sepulveda E., García O.E., Te Y., Jeseck P., Gunson M.R., Crisp D., Eldering A. Comparisons of the Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) X_CO2 measurements with TCCON // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10, N 6. P. 2209–2238.
12. Enting I.G. Inverse problems in Atmospheric Constituent Transport. New York: Cambridge University Press, 2002. 410 p.
13. Barthlott S., Schneider M., Hase F., Wiegele A., Christner E., González Y., Blumenstock T., Dohe S., García O.E., Sepúlveda E., Strong K., Mendonca J., Weaver D., Palm M., Deutscher N.M., Warneke T., Notholt J., Lejeune B., Mahieu E., Jones N., Grif-fith D.W.T., Velazco V.A., Smale D., Robinson J., Kivi R., Heikkinen P., Raffalski U. Using X_CO2 retrievals for assessing the long-term consistency of NDACC/FTIR data sets // Atmos. Meas. Tech. 2015. V. 8, N 3. P. 1555–1573.
14. Virolainen Y.A., Timofeyev Y.M., Kostsov V.S., Ionov D.V., Kalinnikov V.V., Makarova M.V., Poberovsky A.V., Zaitsev N.A., Imhasin H.H., Polyakov A.V., Schneider M., Hase F., Barthlott S., Blumenstock T. Quality assessment of integrated water vapour measurements at St. Petersburg site, Russia: FTIR vs. MW and GPS techniques // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10, N 11. P. 4521–4536.
15. Макарова М.В., Арабаджян Д.К., Фока С.Ч., Парамонова Н.Н., Поберовский А.В., Тимофеев Ю.М., Панкратова Н.В., Ракитин В.С. Оценка ночных эмиссий углеродосодержащих газов в пригородах Санкт-Петербурга // Метеорол. и гидрол. 2018. № 7. С. 36–44.
16. O’Shea S., Allen G., Fleming Z., Bauguitte S., Percival J.C., Gallagher M., Lee J., Helfter C., Nemitz E. Area fluxes of carbon dioxide, methane, and carbon monoxide derived from airborne measurements around Greater London: A case study during summer 2012 // J. Geophys. Res.: Atmos. 2014. V. 119, N 8. P. 4940–4952.
17. Font A., Grimmond C.S., Kotthaus S., Morguí J.A., Stockdale C., O’Connor E., Priestman M., Barratt B. Daytime CO₂ urban surface fluxes from airborne measurements, eddy-covariance observations and emissions inventory in Greater London // Environ. Pollut. 2015. V. 196, N 1. P. 98–106.
18. Kort E.A., Frankenberg C., Miller C.E., Oda T. Space-based observations of megacity carbon dioxide // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39, N 17. P. L17806.
19. Kumar M.K., Nagendra S.M. Quantification of anthropogenic CO₂ emissions in a tropical urban environment // Atmos. Environ. 2016. V. 125, N 1. P. 272–282.
20. Hase F., Frey M., Blumenstock T., Groß J., Kiel M., Kohlhepp R., Mengistu Tsidu G., Schäfer K., Sha K.M., Orphal J. Use of portable FTIR spectrometers for detecting greenhouse gas emissions of the major city Berlin // Atmos. Meas. Tech. 2015. V. 8, N 7. P. 305–3068.
21. Newman S., Jeong S., Fischer M.L., Xu X., Haman C.L., Lefer B., Alvarez S., Rappenglueck B., Kort E.A., Andrews A.E., Peischl J., Gurney K.R., Miller C.E., Yung Y.L. Diurnal tracking of anthropogenic CO₂ emissions in the Los Angeles basin megacity during spring 2010 // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 8. P. 4359–4372.
22. Серебрицкий И.А. Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2017 году. СПб.: Сезам-принт, 2018. 158 c.