Том 25, номер 12, статья № 6

Аннотация:

Проведен анализ вертикального распределения парниковых газов по данным измерений авторов и литературным источникам. Полученные результаты сопоставлены с наиболее часто используемыми моделями. Показано, что модели в значительной степени устарели и требуется разработка новых.

Ключевые слова:

атмосфера, воздух, вертикальный, оксид углерода, диоксид углерода, метан, озон, закись азота, модель

Список литературы:

1. Gurney K.R., Rachel M., Law R.M., Denning A.S., Rayner P.J., Baker D., Bousquet Ph., Bruhwiler L., Chen Y.-H., Ciais Ph., Fan S., Fung I.Y., Gloor M., Heimann M., Higuchi K., John J., Maki T., Maksyutov Sh., Masarie K., Peylin Ph., Prather M., Pak B.C., Randerson J., Sarmiento J., Taguchi S., Takahashi T., Yuen Ch.-W. Towards robust regional estimates of CO2 sources and sinks using atmospheric transport models // Nature (Gr. Brit.). 2002. V. 415, N 6872. P. 626-630.
2. Crutzen P.J., Elansky N.F., Hahn M., Golitsyn G.S., Brenninkmeijer C.A.M., Scharffe D.H., Belikov I.B., Maiss M., Bergamaschi P., Rocmannt R., Grisenko A.M., Sevostyanov M. Trace Gas Measurements between Moscow and Vladivostok Using the TransSiberian Railroad // J. Atmos. Chem. 1998. V. 29, N 2. P. 179-194.
3. Ramonet M., Ciais P., Nepomniachii I., Sidorov K., Neubert R.E.M., Langendorfer U., Picard D., Kazan V., Biraud S., Gusti M., Kolle O., Schulze E.-D., Lloyd J. Three years of aircraft-based trace gas measurements over the Fyodorovskoye southern taiga forest, 300 km northwest of Moscow // Tellus. B. 2002. V. 54, N 5. P. 713-734.
4. Paris J.-D., Ciais P., Nedelec P., Ramonet M., Belan B.D., Arshinov M.Yu., Golytsin G.S., Granberg I., Athier G., Boumard F., Cousin J.-M., Cayez G., Stohl A. The YAK-AEROSIB transcontinental aircraft campaigns: new insights on the transport of CO2, CO, and O3 across Siberia and in the Northern Hemisphere // Tellus. B. 2008. V 60, N 4. P. 551-568.
5. Paris J.-D., Arshinov M.Yu., Ciais P., Belan B.D., Nedelec P. Large-scale aircraft observations of ultra-fine and fine particle concentrations in the remote Siberian troposphere: New particle formation studies // Atmos. Environ. 2009. V. 43, N 6. P. 1302-1309.
6. Paris J.-D., Stohl A., Nedelec Ph., Arshinov M., Panchenko M.V., Shmargunov V.P., Law K.S., Belan B.D., Ciais Ph. Wildfire smoke in the Siberian Arctic in summer: source characterization and plume evolution from airborne measurements // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 23. P. 9315-9327.
7. Paris J.-D., Stohl A., Ciais P., Nedelec P., Belan B.D., Arshinov M.Yu., Ramonet M. Source-receptor relationships for airborne measurements of CO2, CO, and O3 above Siberia: a cluster-based approach // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 4. P. 1671-1687.
8. Paris J.-D., Ciais Ph., Nedelec Ph., Stohl A., Belan B.D., Arshinov M.Yu., Carouge C., Golitsyn G., Granberg I.G. New insights on the chemical composition of the Siberian air shed from the YAK-AEROSIB aircraft campaigns // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2010. V. 91, N 5. P. 1-17.
9. Kozlova E.A., Manning A.C., Kisilyakhov Y., Seifert T., Heimann M. Seasonal, synoptic, and diurnal-scale variability of biogeochemical trace gases and O2 from a 300-m tall tower in central Siberia // Global Biogeochem. Cyc. 2008. V. 22, GB4020, doi: 10.1029/2008GB003209.
10. Sasakawa M., Shimoyama K., Machida T., Tsuda N., Suto H., Arshinov M., Davidov D., Fofonov A., Krasnov O., Saeki T., Koyama Y., Maksyutov S. Continuous Measurement of Methane Concentration using 9-Tower Network over Siberia // Tellus. B. 2010. V. 62, N 5. P. 403-416.
11. Kurganova I.N., Kudeyarov V.N., Lopes de Gerenyu V.O. Updated estimate of carbon balance on Russian territory // Tellus. B. 2010. V. 62, N 5. P. 497-505.
12. Houghton R.A. Revised estimates of the annual net flux of carbon to the atmosphere from changes in land use and land management 1850-2000 // Tellus. B. 2003. V. 55. P. 378-390.
13. Rodenbeck C., Houweling S., Gloor M., Heimann M. CO2 flux history 1982-2001 inferred from atmospheric data using a global inversion of atmospheric transport // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2003. V. 3, N 3. P. 2575-2659.
14. Shvidenko A., Nilsson S. A synthesis of the impact of russian forests on the global carbon budget for 1961-1998 // Tellus. B. 2003. V. 55. P. 391-415.
15. Denning A.S., Takahaahi T., Friedlingstein P. Can a strong atmospheric CO2 rectifier effect be reconciled with a "reasonable" carbon budget? : KEYNOTE PERSPECTIVE // Tellus. B. 1999. V. 51, N 2. P. 249-253.
16. Bousquet P., Ciais P., Miller J.B., Dlugokencky E.J., Hauglustaine D.A., Prigent C., Van der Werf G.R., Peylin P., Brunke E.-G., Carouge C., Langenfelds R.L., Lathiere J., Papa F., Ramonet M., Schmidt M., Steele L.P., Tyler S.C., White J. Contribution of anthropogenic and natural sources to atmospheric methane variability // Nature (Gr. Brit.). 2006. V. 443, N 7110. P. 439-443.
17. Zimov S.A., Schuur E.A.G., Chapin III F.S. Permafrost and the Global Carbon Budget // Science. 2006. V. 312, N 5780. P. 1612-1613.
18. Walter K.M., Zimov S.A., Chanton J.P., Verbyla D., Chapin III F.S. Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming // Nature (Gr. Brit.). 2006. V. 443, N 7107. P. 71-75.
19. Bloom A.A., Palmer P.I., Fraser A., Reay D.S., Frankenberg Ch. Large-Scale Controls of Methanogenesis Inferred from Methane and Gravity Spaceborne Data // Science. 2010. V. 327, N 5963. P. 322-325.
20. Dlugokencky E.J., Bruhwiler L., White J.W.C., Emmons L.K., Novelli P.C., Montzka S.A., Masarie K.A., Lang P.M., Crotwell A.M., Miller J.B., Gatti L.V. Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. L18803.
21. Van der Werf G.R., Randerson J.T., Giglio L., Collatz G.J., Kasibhatla P.S., Arellano A.F. Interannual variability in global biomass burning emissions from 1997 to 2004 // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 11. P. 3423-3441.
22. Korontzi S., McCarty J., Loboda T., Kumar S., Justice C. Global distribution of agricultural fires in croplands from 3 years of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data // Global Biogeochem. Cyc. 2006. V. 20. GB2021, doi: 10.1029/2005GB002529.
23. Nedelec P., Thouret V., Brioude J., Sauvage B., Cammas J., Stohl A. Extreme CO concentrations in the upper troposphere over northeast Asia in June 2003 from the in situ MOZAIC aircraft data // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32, N 14. L14807.
24. Wotawa G., Novelli P.C., Trainer M., Granier C. Inter-annual variability of summertime CO concentrations in the Northern Hemisphere explained by boreal forest fires in North America and Russia // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28, N 24. P. 4575-4578.
25. Warneke C., Bahreini R., Brioude J., Brock C.A., de Gouw J.A., Fahey D.W., Froyd K.D., Holloway J.S., Middlebrook A., Miller L., Montzka S., Murphy D.M., Peischl J., Ryerson T.B., Schwarz J.P., Spackman J.R., Veres P. Biomass burning in Siberia and Kazakhstan as an important source for haze over the Alaskan Arctic in April 2008 // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. L02813.
26. Global Greenhouse Gas Monitoring Network. URL: http://gaw.kishou.go.jp.
27. Global Monitoring Network. URL: http://www.cmdl.noaa.gov
28. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. 1. Изменения климата. М.: Росгидромет, 2008. 246 с.
29. Anderson G.P., Chetwynd J.H., Clough S.A., Sheltle E.P., Kneizys F.X. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0-120 km) AFGL-TR-86-0110 // Environ. Res. Papers. 1986. N 954. 42 p.
30. Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.
31. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Посты для мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу газов // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 1. С. 53-61.
32. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ковалевский В.К., Плотников А.П., Покровский Е.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Автоматический пост для мониторинга малых газовых составляющих атмосферного воздуха // Метеорол. и гидрол. 1999. № 3. С. 110-118.
33. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Иноуйе Г., Краснов О.А., Мачида Т., Максютов Ш., Недэлэк Ф., Рамонет М., Сиас Ф., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Организация мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу компонент над территорией Сибири и некоторые его результаты. 1. Газовый состав // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 11. С. 948-955.
34. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Организация мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу компонент над территорией Сибири и некоторые его результаты. 2. Аэрозольный состав // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 12. С. 1062-1067.
35. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Иноуйе Г., Краснов О.А., Максютов Ш., Мачида Т., Фофонов А.В., Шимояма К. Пространственная и временная изменчивость концентрации СО2 и СН4 в приземном слое воздуха на территории Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 2. С. 183-192.
36. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Краснов О.А., Фофонов А.В., Inoue G., Machida T., Maksyutov Sh., Sasakawa M., Shimoyama K. Тренды концентраций парниковых газов в Западной Сибири // Материалы IX Сибирского совещания по климатоэкологическому мониторингу. Томск, 3-6 октября 2011 г. C. 85-87.
37. Зуев В.Е., Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Ковалевский В.К., Лукьянов О.Ю., Мелешкин В.Е., Микушев М.К., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Покровский Е.В., Сакерин С.М., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Щербатов А.И. Самолет-лаборатория Ан-30 "Оптик-Э" для экологических исследований // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5, № 10. С. 1012-1021.
38. Antokhin P.N., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Zhidovkin E.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Penner I.E., Pestunov D.A., Simonenkov D.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Shamanaev V.S., Shmargunov V.P. Optik-E AN-30 aircraft laboratory: 20 years of environmental research // J. Atmos. and Ocean. Technol. 2012. V. 29, N 1. Р. 64-75.
39. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 "Оптик" // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 805-816.
40. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Иноуйе Г., Максютов Ш., Мачида Т., Фофонов А.В. Вертикальное распределение парниковых газов над Западной Сибирью по данным многолетних измерений // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 5. С. 457-464.
41. Ершов Ю.И. Органическое вещество биосферы и почвы. Новосибирск: Наука, 2004. 104 с.
42. WMO Greenhouse Gas Bulletin. 2007. N 3. 4 p.
43. Steele L.P., Dlugokencky E.J., Lang P.M., Tans P.P., Martin R.C., Masarie K.A. Showing down of the global accumulation of atmospheric methane during the 1980 // Nature (Gr. Brit.). 1992. V. 358, N 6384. P. 313-316.
44. Conway T.J., Tans P.P., Waterman L.S., Thoning K.W., Kitzis D.R., Massarie K.A., Zhang N. Evidence for interannual variability of the carbon cycle from the National Oceanic and Atmospheric Administration / Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory global air sampling network // J. Geophys. Res. 1994. V. 99, N 11. P. 22 831-22 855.
45. Warneke T., de Beek R., Buchwitz M., Notholt J., Schulz A., Velazco V., Schrems O. Shipborne solar absorption measurements of CO2, CH4, N2O, and CO and comparison the SCIAMACHY WFM-DOAS retrievals // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5, N 8. P. 2029-2034.
46. Gurk Ch., Fischer H., Hoor P., Lawrence M.G., Lelieveld J., Wernli H. Airborne in-situ measurements of vertical, seasonal and latitudinal distributions of carbon dioxide over Europe // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8, N 21. P. 6395-6403.
47. Levin I., Ciais P., Langenfelds R., Schmidt M., Ramonet M., Sidorov K. Three years of trace gas observations over the Euro-Siberian domain derived from aircraft sampling-a concerted action // Tellus. B. 2002. V. 54, N 5. P. 696-712.
48. Aoki S., Nakazawa T., Machida T., Sugawara S., Morimoto S. Carbon dioxide variations in the stratosphere over Japan, Scandinavia and Antarctica // Tellus. B. 2003. V. 55, N 2. P. 178-186.
49. De Mazi'ere M., Vigouroux C., Bernath P.F., Baron P., Blumenstock T., Boone C., Brogniez C., Catoire V., Coffey M., Duchatelet P., Griffith D., Hannigan J., Kasai Y., Kramer I., Jones N., Mahieu E., Manney G.L. Validation of ACE-FTS v2.2 methane profiles from the upper troposphere to lower mesosphere // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2007. V. 7, N 12. P. 17975-18014.
50. Payan S., Camy-Peyret C., Oelhaf H., Wetze G., Maucher G., Keim C., Pirre M., Huret N., Enge A., Volk M.C., Kuellmann H., Kuttippurath J., Cortesi U., Bianchini G., Mencaraglia F., Raspollini P., Redaelli G. Validation and data characteristics of methane and nitrous oxide profiles observed by MIPAS and processed with Version 4.61 algorithm // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2007. V. 7, N 12. P. 18043-18111.
51. Camy-Peyret C., Dufour G., Payan S., Oelhaf H., Wetzel G., Stiller G. Validation of mipas N2O profiles by stratospheric balloon, aircraft and ground based measurements // Proc. of the Second Workshop on the Atmospheric Chemistry Validation of ENVISAT (ACVE-2) ESA-ESRIN, Frascati, Italy. 3-7 May 2004. (ESA SP-562, August 2004) EMI02CC1.
52. URL: http://envisat.esa.int/pub/ESA_DOC/envisat_val_1202/proceedings/ACV/balloon/04_moreau.pdf - spirale data
53. Fix A., Ehret G., Flentje H., Poberaj G., Gottwald M., Finkenzeller H., Bremer H., Bruns M., Burrows J.P., Kleinbohl A., Kullmann H., Richter A., Wang P., Heue K.-P., Platt U. SCIAMACHY validation by aircraft remote sensing: design, execution, and first measurement results of the SCIA-VALUE mission // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5, N 5. P. 1273-1290.
54. Clerbaux C., George M., Turquety S. CO measurements from the ACE-FTS satellite instrument: data analysis and validation using ground-based, airborne and spaceborne observations // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2007. V. 7, N 10. P. 15277-15340.
55. Mahieu E., Duchatelet P., Demoulin P., Walker K.A. Validation of ACE-FTS v2.2 measurements of HCl, HF, CCl3F and CCl2F2 using space-, balloon- and ground-based instrument observations // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8, N 20. P. 6199-6221.
56. Moreau G., Robert C., Catoire V., Chartier M., Camy-Peyret C., Huret N., Pirre M., Pomathiod L., Chalumeau G. SPIRALE: a multispecies in situ balloon-borne instrument 30 with six tunable diode laser spectrometers // Appl. Opt. 2005. V. 44, N 28. P. 5972-5989.
57. Nakazawa T., Aoki S., Kawamura K. Variation of stratospheric trace gases measured using a balloon-borne cryogenic sampler // Adv. Space Res. 2002. V. 30, N 5. P. 1349-1357.
58. URL: http://ara.lmd.polytechnique.fr/index.php?page=carbon-cycle
59. Gribanov K.G., Imasu R., Zakharov V.I. Neural networks for CO2 profile retrieval from data of GOSAT/TANSO-FTS // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 9. P. 890-897.
60. Sawa Y., Matsueda H., Makino Y. Aircraft Observation of CO2, CO, O3 and H2 over the North Pacific during the PACE-7 Campaign // Tellus. B. 2004. V. 56, N 1. P. 2-20.
61. Abshire J.B., Riris H., Allan G.R. Pulsed airborne lidar measurements of atmospheric CO2 column absorption // Revised Manuscript Submitted to Tellus B. July 22, 2010. doi: 10.1111/j.16000889.2010.00502.
62. Jourdain L., Bekki S., Lott F., Lefever F. The coupled chemistry-climate model LMDz-REPROBUS: description and evaluation of a transient simulation of the period 1980-1999 // Ann. Geophys. 2008. V. 26, N 6. P. 1391-1413.
63. Engel A., Mobius T., Haase H.-P., Bonisch H., Wetter T., Schmidt U., Levin I. Observation of mesospheric air inside the arctic stratospheric polar vortex in early 2003 // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 1. P. 267-282.