Том 33, номер 01, статья № 9

pdf Виноградова А. А., Титкова Т. Б. Черный углерод в атмосфере и альбедо подстилающей поверхности в Российской Арктике весной. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 01. С. 61–67. DOI: 10.15372/AOO20200109.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Исследуются статистические связи между содержанием черного углерода (black carbon – ВС) в столбе атмосферы и альбедо (А) подстилающей поверхности, величины которых получены из данных реанализа MERRA-2 для четырех тестовых районов вблизи арктического побережья России в апреле 2010–2016 гг. В анализ включены также метеопараметры атмосферы: температура воздуха, количество жидких и твердых осадков. Статистический анализ проводился по среднесуточным значениям параметров. Повышение температуры воздуха везде сопровождается понижением альбедо поверхности – как в масштабах месяца, так и в ежедневных вариациях. Осадки в виде свежего снега повышают альбедо поверхности. В целом за 7 лет значимая отрицательная корреляция между ВС и А в апреле обнаружена в Ненецком автономном округе и на Гыданском п-ове. Выявлены отдельные годы (в общем случае различные для разных районов), когда коррелируют межсуточные вариации А и ВС в пределах месяца, также с отрицательными коэффициентами. Оценены возможная изменчивость альбедо за счет вариаций разных параметров и изменения его радиационного форсинга.

Ключевые слова:

Арктика, климат, атмосфера, черный углерод, альбедо поверхности, метеопараметры, множественная линейная регрессия

Список литературы:

1. AMAP Assessment 2015: Black carbon and ozone as Arctic climate forcers. Oslo, Norway, 2015. 116 p. ISBN 978-82-7971-092-9.
2. 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, N 11. P. 5380–5552.
3. 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.
4. Алексеев Г.В. Арктическое измерение глобального потепления // Лед и Снег. 2014. Т. 54, № 2. С. 53–68.
5. 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.
6. 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, N 17. P. 11599–11622.
7. Tomasi C., Kokhanovsky A., Lupi A., Ritter C., Smirnov A., O'Neill N.T., Stone R.S., Holben B.N., Nyeki S., Wehrli C., Stohl A., Mazzola M., Lanconelli C., Vitale V., Stebel K., Aaltonen V., de Leeuw G., Rodriguez E., Herber A.B., Radionov V.F., Zielinski T., Petelski T., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Xue Y., Mei L., Istomina L., Wagener R., McArthur B., Sobolewski P.S., Kivi R., Courcoux Y., Larouche P., Broccardo S., Piketh S.J. Aerosol remote sensing in polar region // Earth-Sci. Rev. 2015. V. 140. P. 108–115.
8. Popovicheva O., Diapouli E., Makshtas A., Shonija N., Manousakas M., Saraga D., Uttal T., Eleftheriadis K. East Siberian Arctic background and black carbon polluted aerosols at HMO Tiksi // Sci. Total Environ. 2019. V. 655. P. 924–938.
9. Lee W.-L., Liou K.N., He C., Liang H.-C., Wang T.-C., Li Q., Liu Z., Yue Q. Impact of absorbing aerosol deposition on snow albedo reduction over the southern Tibetan plateau based on satellite observations // Theor. Appl. Climatol. 2017. V. 129, N 3–4. P. 1373–1382. DOI: 10.1007/s00704-016-1860-4.
10. Quinn P.K., Bates T.S., Baum E., Doubleday N., Fiore A.M., Flanner M., Fridlind A., Garrett T.J., Koch D. Short-lived pollutants in the Arctic: Their climate impact and possible mitigation strategies // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 1723–1735.
11. Виноградова А.А., Васильева А.В. Модельные оценки концентрации черного углерода в приземном воздухе северных районов России // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 467–475; Vinogradova A.A., Vasileva A.V. Black Carbon in air over northern regions of Russia: Sources and spatiotemporal variations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 533–541.
12. Виноградова В.В., Золотокрылин А.Н., Кренке А.Н. Районирование территории Российской Федерации по природно-климатическим условиям // Изв. РАН. Сер. географическая. 2008. № 5. С. 106–117.
13. Access NASA Earth Science Data [Electronic resource]. URL: https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/ (last access: 27.10.2019).
14. Global Modeling and Assimilation Office (GMAO) (2015), MERRA-2 tavg1_2d_aer_Nx: 2d,1-Hourly, Time-averaged, Single-Level,Assimilation, Aerosol Diagnostics V5.12.4, Greenbelt, MD, USA, Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC) [Electronic resource]. URL: https://disc.gsfc.nasa.gov/datasets/M2T1NXAER_5.12.4/summary (last access: 27.08.2019).
15. MODIS BRDF/Albedo Product: Algorithm Theoretical Basis Document Version 5.0 [Electronic resource]. URL: https://modis.gsfc.nasa.gov/data/atbd/atbd_mod12.pdf (last access: 27.08.2019).
16. Виноградова А.А., Титкова Т.Б., Васильева А.В., Иванова Ю.А. Влияние летних природных пожаров в России на содержание черного углерода в атмосфере над арктическим побережьем Евразии // Междунар. симпоз. «Атмосферная радиация и динамика»: тезисы. СПб, 2019. С. 134–135. URL: http://www.rrc.phys. spbu.ru/msard19/thesis.pdf (дата обращения: 16.08.2019).
17. Harding R., Best M., Blyth E., Hagemann S., Kabat P., Tallaksen L.M., Warnaars T., Wiberg D., Weedon G.P., Lanen H.A.J., Ludwig F., Haddeland I. WATCH: Current knowledge of the terrestrial global water cycle // J. Hydrometeorol. 2011. V. 12, N 6. P. 1149–1156. DOI:10.1175/ JHM-D-11-024.1
18. Water and Global Change [Electronic resource]. URL: http://www.eu-watch.org/ (last access: 27.08.2019).
19. Титкова Т.Б., Виноградова В.В. Сроки залегания снежного покрова на территории России в начале ХХI века по спутниковым данным // Лед и снег. 2017. № 1. С. 25–33
20. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 209 с.
21. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет. 2014. 1009 с.
22. Виноградова А.А., Титкова Т.Б. Температура воздуха и концентрация черного углерода в приземной атмосфере в районе Тикси, Якутия // Геофиз. процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 4. С. 15–21.