Том 30, номер 06, статья № 1

Аннотация:

Для домена «Евразия» по данным спутникового спектрометра AIRS получены оценки трендов общего содержания (ОС) CO и CH₄ (0–180° в.д., 0–85° с.ш.) для разных временных периодов и сезонов. Результаты сопоставлены с аналогичными оценками, полученными на основе наземных спектроскопических измерений на 7 европейских станциях NDACC, в измерительных пунктах ИФА РАН (ЗНС, ZOTTO, Пекин) и СПбГУ (Петергоф), расположенных в исследуемом домене. ОС CO над Северной Евразией в период 2003–2015 гг. в целом убывало со скоростью 0,05–1,50%/год в зависимости от региона, а ОС CH₄ возрастало со скоростью 0,16–0,65%/год. С 2007 г. наблюдаются рост ОС CO в летние и осенние месяцы в большинстве средне- и высокоширотных фоновых районов Евразии, а также увеличение скорости роста ОС CH₄.
В качестве одной из возможных причин подобной динамики трендов содержания в атмосфере CO и CH₄ предложены изменения во всей глобальной фотохимической системе, происходящие на фоне глобальных климатических изменений, в частности изменение соотношения «источники / стоки» для малых атмосферных примесей.

Ключевые слова:

окись углерода, метан, общее содержание примесей, атмосферная спектроскопия, спутниковые методы, фоновые и загрязненные районы, тренды

Список литературы:

1. IPCC (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis (IPCC, 2013) / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (eds.). Cambridge; New York.
2. Pommier M., McLinden C.A., Deeter M. Relative changes in CO emissions over megacities based on observations from space // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 1–6. DOI: 10.1002/grl.50704.
3. Dlugokencky E., Crotwell A., Masarie K., White J., Lang P., Crotwell M. NOAA measurements of long lived greenhouse gases // Asia-Pacific GAW Greenhouse Gases. Newletter. KMA, 2013. V. 4. P. 6–9.
4. WMO/IGAC Impacts of Megacities on Air Pollution and Climate. GAW Rep. No. 205. 2012. 314 p.
5. Novelli P.C., Masarie K.A., Lang P.M. Distributions and recent changes in carbon monoxide in the lower troposphere // J. Geophys. Res. 1998. V. 103, N 19. P. 015–033.
6. Thompson A.M., Cicerone R.J. Possible perturbations to atmospheric CO, CH₄, and OH // J. Geophys. Res. D. 1986. V. 91, N 10. P. 10853–10864. DOI: 10.1029/JD091iD10p10853.
7. Wunch D., Wennberg P.O., Toon G.C., Keppel-Aleks G., Yavin Y.G. Emissions of greenhouse gases from a North American megacity // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. DOI: 10.1029/2009GL039825.
8. Голицын Г.С., Гречко Е.И., Ван Г.Ч., Ван П.С., Джола А.В., Емиленко А.С., Копейкин В.М., Ракитин В.С., Сафронов А.Н., Фокеева Е.В. Исследование загрязнения Москвы и Пекина окисью углерода и аэрозолем // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. T. 51, № 1. С. 1−12.
9. Khalil M.A.K., Pinto J.P., Shearer M.J. Preface Atmospheric carbon monoxide // Chemosphere: Global Change Sci. 1999. V. 1, N 1–3. P. 1–375.
10. Брасье Г., Соломон С. Аэрономия средней атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 413 с.
11. Yurganov L.N., Duchatelet P., Dzhola A.V., Edwards D.P., Hase F., Kramer I., Mahieu E., Mellqvist J., Notholt J., Novelli P.C., Rockmann A., Scheel H.E., Schneider M., Schulz A., Strandberg A., Sussmann R., Tanimoto H., Velazco V., Drummond J.R., Gille J.C. Increased Northern hemispheric carbon monoxide burden in the troposphere in 2002 and 2003 detected from the ground and from space // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5, N 2. P. 563–573.
12. Hausmann P., Sussmann R., Smale D. Contribution of oil and natural gas production to renewed increase in atmospheric methane (2007–2014): Top-down estimate from ethane and methane column observations // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16. P. 3227–3244. DOI: 10.5194/acp-16-3227-2016.
13. Bousquet P., Ringeval B., Pison I.E.J., Brunke E.-G., Carouge C., Chevallier F., Fortems-Cheiney A., Frankenberg C., Hauglustaine D.A., Krummel P.B., Langenfelds R.L., Ramonet M., Schmidt M., Steele L.P., Szopa S., Yver C., Viovy N., Ciais P. Source attribution of the changes in atmospheric methane for 2006–2008 // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 3689–3700. DOI: 10.5194/acp-11-3689-2011.
14. Kirschke S., Bousquet P., Ciais P., Saunois M., Canadell J.G., Dlugokencky E.J., Bergamaschi P., Bergmann D., Blake D.R., Bruhwiler L., Cameron-Smith P., Castaldi S., Chevallier F., Feng L., Fraser A., Heimann M., Hodson E.L., Houweling S., Josse B., Fraser P.J., Krummel P.B., Lamarque J.-F., Langenfelds R.L., Le Quéré C., Naik V., O’Doherty S., Palmer P.I., Pison I., Plummer D., Poulter B., Prinn R.G., Rigby M., Ringeval B., Santini M., Schmidt M., Shindell D.T., Simpson I.J., Spahni R., Steele L.P., Strode S.A., Sudo K., Szopa S., van der Werf G.R., Voulgarakis A., van Weele M., Weiss R.F., Williams J.E., Zeng G. Three decades of global methane sources and sinks // Nat. Geosci. 2013. V. 6. P. 813–823. DOI: 10.1038/ngeo1955.
15. Yurganov L.N., Rakitin V., Dzhola A., August T., Fokeeva E., George M., Gorchakov G., Grechko E., Hannon S., Karpov A., Ott L., Semutnikova E., Shumsky R., Strow L. Satellite- and ground-based CO total column observations over 2010 Russian fires: Accuracy of top-down estimates based on thermal IR satellite data // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 7925–7942. DOI: 10.5194/acp-11-7925-2011.
16. Ракитин В.С., Фокеева Е.В., Гречко Е.И., Джола А.В., Кузнецов Р.Д. Вариации содержания окиси углерода в атмосфере Московского мегаполиса // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 1. С. 64–72.
17. Wang P., Elansky N.F., Timofeev Yu.M., Wang Gengchen, Golitsyn G.S., Makarova M.V., Rakitin V.S., Stabkin Yu.A., Skorokhod A.I., Grechko E.I., Fokeeva E.V., Safronov A.N. A study of the long-term trends of CO total column for urban and background regions using ground-based and satellite spectroscopic measurements // Adv. Atmos. Sci. 2017. (In print).
18. Van der Werf G.R., Randerson J.T., Giglio L., Collatz G.J., Mu M., Kasibhatla P.S., Morton D.C., DeFries R.S., Jin Y., van Leeuwen T.T. Global fire emissions and the contribution of deforestation, savanna, forest, agricultural, and peat fires (1997–2009) // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10. P. 11707–11735. DOI: 10.5194/acp-10-11707-2010.
19. Vasileva A.V., Moiseenko K.B. Methane emissions from 2000 to 2011 wildfires in Northeast Eurasia estimated with MODIS burned area data // Atmos. Environ. 2013. V. 71. P. 115–121.
20. Dianov-Klokov V.I., Yurganov L.N., Grechko E.I., Dzhola A.V. Spectroscopic measurements of atmospheric carbon monoxide and methane. 1: Latitudinal distribution // J. Atmos. Chem. 1989. V. 8, N 2. P. 139–151.
21. Макарова М.В., Поберовский А.В., Осипов С.И. Временная изменчивость общего содержания СО в атмосфере вблизи Санкт-Петербурга // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. T. 47, № 6. С. 801–808.
22. Gavrilov N.M., Makarova M.V., Poberovskii A.V., Timofeyev Yu.M. Comparisons of CH₄ ground-based FTIR measurements near Saint-Petersburg with GOSAT observations // Atmos. Meas. Technol. 2014. V. 7. P. 1003–1010. DOI: 10.5194/amt-7-1003-2014.
23. Sepúlveda E., Schneider M., Hase F., Barthlott S., Dubravica D., García O.E., Gomez-Pelaez A., González Y., Guerra J.C., Gisi M., Kohlhepp R., Dohe S., Blumenstock T., Strong K., Weaver D., Palm M., Sadeghi A., Deutscher N.M., Warneke T., Notholt J., Jones N., Griffith D.W.T., Smale D., Brailsford G.W., Robinson J., Meinhardt F., Steinbacher M., Aalto T., Worth D. Tropospheric CH₄ signals as observed by NDACC FTIR at globally distributed sites and comparison to GAW surface in situ measurements // Atmos. Meas. Technol. 2014. V. 7. P. 2337–2360. DOI: 10.5194/amt-7-2337-2014.
24. Кашин Ф.В., Каменоградский Н.E., Гречко Е.И., Джола А.В., Поберовский А.В., Макарова М.А. Сравнение различных методик наземных спектроскопических измерений общего содержания метана в атмосфере // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2001. Т. 37, № 3. С. 339–345.
25. Aumann H.H., Chahine M.T., Gautier C., Goldberg M., Kalnay E., McMillin L., Revercomb H., Rosenkranz P.W., Smith W.L., Staelin D., Strow L., Susskind J. AIRS/AMSU/HSB on the Aqua mission: Design, science objectives, data products and processing systems // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2003. V. 41, N 2. P. 253–264.
26. McMillan W.W., Evans K.D., Barnet C.D., Maddy E.S., Sachse G.W., Diskin G.S. AIRS V5 CO retrieval with DACOM in situ measurements // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2011. V. 49. P. 1–12. DOI: 10.1109/TGRS.2011.2106505.
27. AIRS/AMSU/HSB Version 6 Level 2, Product User Guide. Ed. by E.T. Olsen. URL: http:disc.sci.gsfc.nasa.gov/AIRS/documentation/v6_docs/v6releasedocs-1/V6_L2_Product_User_Guide.pdf
28. Ракитин В.С., Штабкин Ю.А., Еланский Н.Ф., Панкратова Н.В., Скороход А.И., Гречко Е.И., Сафронов А.Н. Результаты сопоставления спутниковых измерений общего содержания CO, CH₄ и CO₂ c наземными спектроскопическими данными // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 9, С. 816–824; Rаkitin V.S., Shtаbkin Yu.А., Еlаnsky N.F., Pаnkrаtоvа N.V., Skоrоkhоd А.I., Grеchkо Е.I., Sаfrоnоv А.N. Comparison results of satellite and ground-based spectroscopic measurements of CO, CH₄, and CO₂ total contents // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6, P. 816–824.
29. Thompson R.L., Stohl A., Lund Myhre C., Sasakawa M., Machida T., Aalto T., Dlugokencky E., Worthy D., Skorokhod A. Methane fluxes in the high northern latitudes estimated using a Bayesian atmospheric inversion // Geophys. Res. Abstr. 2016. V. 18. DOI: 10.5194/acp-17-3553-2017.
30. The World Data Centre for Greenhouse Gases (WDCGG). URL: http://ds.data.jma.go.jp/gmd/wdcgg/
31. Jiang Z., Worden J.R., Worden H., Deeter M., Jones D.B.A., Arellano A.F., Henze D.K. A fifteen year record of CO emissions constrained by MOPITT CO observations // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2016. DOI: 10.5194/acp-2016-811.