Том 26, номер 06, статья № 1

pdf Виноградова А. А., Веремейчик А. О. Модельные оценки содержания антропогенной сажи в атмосфере Российской Арктики. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 06. С. 443-451.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Выполнены первые модельные оценки распространения антропогенной сажи, или черного элементного углерода (black carbon - ВС), в атмосфере от городов и регионов России в район Ненецкого заповедника, расположенного в дельте р. Печора на юго-восточном побережье Баренцева моря. Анализ пространственного поступления воздушных масс в район заповедника основан на 10-летних (2001-2010) массивах ежедневных траекторий для января, апреля, июля и октября (модель HYSPLIT4 на базе данных реанализа метеорологической информации на сайте http://www.arl.noaa.gov/ready). Рассчитаны и приведены на картах средние распределения функции потенциальных источников для разных месяцев, ранжирующие окружающие территории по эффективности переноса от них сажи на субмикронном аэрозоле в район заповедника. Эти результаты могут быть использованы для анализа влияния как уже существующих, так и новых проектируемых точечных источников сажи (отдельных городов и производственных комплексов), а также протяженных источников сажи (пожаров) на ее содержание в удаленных районах Восточно-Европейской Арктики. Получены оценки концентрации антропогенной сажи в воздухе и в осадках, а также ее потоков на поверхность, которые разумно соответствуют немногочисленным литературным данным измерений и других модельных расчетов. Обсуждаются основные проблемы, связанные с моделированием рассматриваемых процессов, и приводится краткий обзор последних экспериментальных и модельных исследований содержания ВС в воздухе и на поверхности в Российской Арктике.

Ключевые слова:

сажа, черный углерод, перенос в атмосфере, Арктика, загрязнение атмосферы, окружающая среда, заповедники России

Список литературы:

1. AMAP. The Impact of Short-Lived Pollutants on Arctic Climate. AMAP Technical Report N 1. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). Oslo, Norway, 2008. 23 р.
2. Лед в Арктике. http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/index.htm
3. AMAP. The Impact of Black Carbon on Arctic Climate. AMAP Technical Report N 4. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). Oslo, 2011. 72 p.
4. ACIA, Impacts of Warming Arctic: Arctic Climate Impact Assessment. Cambridge University Press, 2004. 140 p.
5. Полиссар А.В. Измерения массовой концентрации сажи и дисперсного состава атмосферного аэрозоля в Восточной Арктике // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1993. Т. 29, № 1. С. 73–85.
6. Хэнсен Э.Д.Э., Капустин В.Н., Полиссар А.В. Результаты измерений концентрации углеродсодержащего аэрозоля в атмосфере Восточной Арктики // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1991. Т. 27, № 6. С. 614–620.
7. Polissar A.V., Hopke P.K., Harris J.M., Bodhaine B.A., Dutton E.G. Source regions for atmospheric aerosol measured in the Western Arctic // J. Aerosol Sci. 1998. V. 29, sup. 1. P. S513–S514.
8. 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, N 24. P. 11647–11680.
9. Копейкин В.М., Репина И., 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.
10. Huang L., Gong S.L., Sharma S., Lavoúe D., Jia C.Q. A trajectory analysis of atmospheric transport of black carbon aerosols to Canadian high Arctic in winter and spring (1990–2005) // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 11. P. 5065–5073.
11. Warneke C., Froyd K.D., Brioude J., Bahreini R., Brock C.A., Cozic J., de Gouw J.A., Fahey D.W., Ferrare R., Holloway J.S., Middlebrook A.M., Miller L., Montzka S., Schwarz J.P., Sodemann H., Spackman J.R., Stohl A. An important contribution to springtime Arctic aerosol from biomass burning in Russia // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. P. L01801. doi: 10.1029/2009GL041816.
12. Sand M., Berntsen T.K., Kay J.E., Lamarque J.F., Seland ., Kirkevag A. The Arctic response to remote and local forcing of black carbon // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 1. P. 211–224.
13. 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, N 23. P. 12453–12473.
14. Ежегодник выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов и регионов Российской Федерации за 2007 год. СПб., 2008. 204 с.
15. Виноградова А.А. Микроэлементы в составе арктического аэрозоля (обзор) // Изв. PАН. Физ. атмосф. и океана. 1993. Т. 29, № 4. С. 437–456.
16. Виноградова А.А. Изменение режима ветра на евразийском побережье Северного Ледовитого океана в конце ХХ века // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 6. С. 475–480.
17. Виноградова А.А., Пономарева Т.Я. Атмосферный перенос антропогенных примесей в арктические районы России (1986–2010 гг.) // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 6. С. 475–483.
18. Stohl A. Characteristics of atmospheric transport into the Arctic troposphere // J. Geophys. Res. Atmos. 2006. V. 111. P. D11306. doi: 10.1029/2005JD006888.
19. Salvador P., Arti nano B., Pio C., Afonso J., Legrand M., Puxbaum H., Hammer S. Evaluation of aerosol sources at European high altitude background sites with trajectory statistical methods // Atmos. Environ. 2010. V. 44, N 19. P. 2316–2329.
20. Вивчар А.В., Моисеенко К.Б., Панкратова Н.В. Оценки эмиссий оксида углерода от природных пожаров в Северной Евразии в приложении к задачам регионального атмосферного переноса и климата // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 3. С. 307–320.
21. Виноградова А.А., Максименков Л.О., Погарский Ф.А. Атмосферный перенос антропогенных тяжелых металлов с территории Кольского полуострова на поверхность Белого и Баренцева морей // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2008. Т. 44, № 6. С. 812–821.
22. Виноградова А.А., Веремейчик А.О. Поле потенциальных источников аэрозольного загрязнения атмосферы в районе Ненецкого заповедника // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 9. С. 760–767.
23. Малышкин А.В., Поддубный В.А., Маркелов Ю.И., Береснев С.А., Горда С.Ю., Сакерин С.М., Смирнов А.В. Средний Урал в системе AEROSIBNET: предварительный анализ влияния региональных источников аэрозольного загрязнения атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 6. С. 497–500.
24. Ненецкий заповедник. http://www.oopt.info
25. Hirdman D., Sodemann H., Eckhardt S., Burkhart J.F., Jefferson A., Mefford T., Quinn P.K., Sharma S., Strom J., Stohl A. Source identification of short-lived air pollutants in the Arctic using statistical analysis of measurement data and particle dispersion model output // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 2. P. 669–693.
26. Draxler R.R., Rolph G.D. HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model access via NOAA ARL READY. 2003. (http://www.arl.noaa.gov/ready/hysplit4.html).
27. Kahl J.D., Harris J.M., Herbert G.A., Olson M.P. Intercomparison of three long-rangs trajectory models applied to Arctic haze // Tellus. B. 1989. V. 41, N 5. P. 524–536.
28. Виноградова А.А., Максименков Л.О., Погарский Ф.А. Влияние промышленности Норильска и Урала на окружающую среду различных районов Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 6. С. 479–485.
29. Самсонов Ю.Н., Попова С.А., Беленко О.А., Чанкина О.В. Химический состав и дисперсные характеристики дымовой аэрозольной эмиссии от пожаров в бореальных лесах Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 6. С. 523–531.
30. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Козлов В.С., Панченко М.В., Полькин В.В., Тихомиров А.Б., Власов Н.И., Радионов В.Ф., Смирнов А.В., Холбен Б.Н., Слуцкер И.А., Голобокова Л.П. Результаты исследований характеристик аэрозоля в 52-й РАЭ // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 3(77). С. 67–75.
31. Zhou Cheng, Penner J.E., Flanner M.G., Bisiaux M.M., Edwards R., McConnell J.R. Transport of black carbon to polar regions: Sensitivity and forcing by black carbon // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. P. L22804 (1–6).
32. Goto D., Oshima N., Nakajima T., Takemura T., Ohara T. Impact of the aging process of black carbon aerosols on their spatial distribution, hygroscopicity, and radiative forcing in a global climate model // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2012. V. 12, N 11. P. 29801–29849.
33. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева В.П. Временная изменчивость содержания субмикронного аэрозоля и сажи в приземном слое атмосферы Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 12. С. 1082–1085.
34. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева В.П. Субмикронный аэрозоль и сажа приземного слоя в суточном ходе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 561–569.
35. Гальперин М., Софиев М., Гусев А., Афиногенова О. Подходы к моделированию трансграничного загрязнения атмосферы Европы тяжелыми металлами. М.: ЕМЕП/МСЦ-В, 1995. Отчет 7/95. 85 с.