Том 33, номер 02, статья № 6

Пономарев Н. А., Еланский Н. Ф., Кирсанов А. А., Постыляков О. В., Боровский А. Н., Веревкин Я. М. Применение химико-транспортных моделей атмосферы для валидации эмиссий загрязняющих примесей в Москве. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 02. С. 119–126. DOI: 10.15372/AOO20200206.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

По данным многолетних наблюдений на сети станций «МосЭкоМониторинг» рассчитаны эмиссии CO, NO, NO2, SO2, PM10 от городских источников, их пространственное распределение и временная изменчивость. Полученная эмиссионная матрица использована в химико-транспортной модели SILAM для оценки качества воздуха в Московском мегаполисе. По результатам сравнения расчетов с данными наблюдений, проведенных с применением корреляционных соотношений и критерия Стьюдента, выполнена коррекция эмиссионной матрицы. Для оптимизации пространственного распределения источников и величины эмиссий в Московском мегаполисе проведены вычисления полей примесей для летнего и зимнего месяцев по химико-транспортным моделям SILAM и COSMO-ART с использованием как рассчитанных, так и взятых из базы данных инвентаризации TNO эмиссий. Сопоставление результатов этих расчетов позволило снизить неопределенности оценки качества воздуха в Московском регионе.

Ключевые слова:

мегаполис, состав атмосферы, малые газовые составляющие, эмиссии, численное моделирование, качество воздуха

Иллюстрации:
Список литературы:

1. Elansky N.F. Air quality and CO emissions in the Moscow megacity // Urban Clim. 2014. V. 8. P. 42–56. URL: https://doi.org/10.1016/j.uclim.2014.01.007 (last access: 18.06.2019).
2. Горчаков Г.И., Свириденков М.А., Семутникова Е.Г., Чубарова Н.Е., Холбен Б.Н., Смирнов А.В., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Карпов А.В., Лезина Е.А., Задорожная О.С. Оптические и микрофизические характеристики аэрозоля задымленной атмосферы Московского региона в 2010 году // Докл. АН. 2011. Т. 437, № 5. С. 686-690.
3. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н. Методические рекомендации по использованию данных дистанционных измерений профилей температуры в атмосферном пограничном слое микроволновыми профилемерами: тео­рия и практика. Долгопрудный: Физматкнига, 2015. 171 с.
4. Elansky N.F., Ponomarev N.A., Verevkin Y.M. Air qua­lity and pollutant emissions in the Moscow megacity in 2005–2014 // Atmos. Environ. 2018. V. 175. P. 54–64.
5. Нахаев М.И., Березин Е.В., Шалыгина И.Ю., Кузнецова И.Н., Коновалов И.Б., Блинов Д.В., Лезина Е.А. Экспериментальные расчеты концентраций РМ10 и СО комплексом моделей CHIMERE и COSMO-RU7 // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 6. С. 569–578.
6. Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б., Кузнецова И.Н., Беликов И.Б., Звягинцев А.М. Использование моделей WRF ARW и CHIMERE для численного прогноза концентрации приземного озона // Метеорол. и гидрол. 2011. № 4. С. 48–60.
7. Вильфанд Р.М., Кирсанов А.А., Ривин Г.С., Ревокато­ва А.П., Суркова Г.В. Прогноз перемещения и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере с помощью модели COSMO-ART // Метеорол. и гидрол. 2017. № 5. С. 31–40.
8. Revokatova A.P., Kislov A.V., Surkova G.V., Kirsanov A.A., Rivin G.S., Vogel B., Vogel H. Short-term forecast of the carbon monoxide concentration over the Moscow region by COSMO-ART // Pure Appl. Geophys. 2018. P. 1–15.
9. Еланский Н.Ф., Локощенко М.А., Трифанова А.В., Беликов И.Б., Скороход А.И. О содержании малых газовых примесей в приземном слое атмосферы над Москвой // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 1. С. 39–51.
10. Кирсанов А.А., Кострова У.В., Ревокатова А.П., Ривин Г.С., Суркова Г.В. Прогноз концентраций загрязняющих веществ в атмосфере на основе системы COSMO-Ru-ART // Турбулентность, динамика атмосферы и климата. М.: Физматкнига, 2018. С. 356–362.
11. Sofiev M. Extended resistance analogy for construction of the vertical diffusion scheme for dispersion models // J. Geophys. Res.: Atmos. 2002. V. 107. ACH 10-1–10-8.
12. Sofiev M. A model for the evaluation of long-term airborne pollution transport at regional and continental scales // Atmos. Environ. 2000. V. 34. P. 2481–2493.
13. Gery M., Whitten G., Killus J., Dodge M. A photochemical kinetics mechanism for urban and regional scale computer modeling // J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N 10. P. 12925–12956.
14. EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook. 2016. DOI:10.2800/247535.
15. Denier van der Gon H.A.C., Kuenen J., Butler T. A base year (2005) MEGAPOLI global gridded emission inventory // MEGAPOLI Scientific Report 10-13 (1st Version). 2010. MEGAPOLI-16-REP-2010-06. 20 p. URL: http:// megapoli.dmi.dk/publ/MEGAPOLI_sr10-13.pdf (last access: 10.06.2019).
16. Kuenen J., Denier van der Gon H.A.C., Visschedijk A., van der Brugh H., Finardi S., Radice P., d'Allura A., Beevers S., Theloke J., Uzbasich M., Honore C., Perrussel O. MEGAPOLI Scientific Report 10-17. A base year (2005) MEGAPOLI European gridded emission inventory (Final Version). Utrecht,  Netherlands. 2010. 39 pp.
17. Butler T.M., Lowrence M.G., Gurjar B.R., van Aardenne J., Schultz M., Lelieveld J. The representation of emission from megacities in global emission inventories // Atmos. Environ. 2008. V. 42. P. 703–719.
18. Stremme W., Grutter M., Rivera C., Bezanilla A., Garcia A.R., Ortega I., George M., Clerbaux C., Coheur P.-F., Hurtmans D., Hannigan J.W., Coffey M.T. Top-down estimation of carbon monoxide emissions from the Mexico Megacity based on FTIR measurements from ground and space // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 1357–1376.
19. Пономарев Н.А., Еланский Н.Ф., Захаров В.И., Веревкин Я.М. Оптимизация эмиссий загрязняющих примесей для моделирования качества воздуха в Москве // Процессы в геосредах. 2019. № 1. С. 65–73.
20. Еланский Н.Ф., Мохов И.И., Беликов И.Б., Березина Е.В., Елохов А.С., Иванов В.А., Панкратова Н.В., Постыляков О.В., Сафронов А.Н., Скороход А.И., Шумский Р.А. Газовые примеси в атмосфере над Москвой летом 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 1–10.
21. Dorninger M., Gilleland E., Casati B., Mittermaier M., Ebert E., Brown B., Wilson L. The set-up of the Me­soscale Verification Inter-Comparison over Complex Terrain (MesoVICT) Project // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2018 (in press). DOI:10.1175/BAMS-D-17-0164.1.
22. Pierce T., Hogrefe C., Rao S.T., Porter P.S., Ku J.-Y. Dynamic evaluation of a regional air quality model: Assessing the emissions-induced weekly ozone cycle // Atmos. Environ. 2010. V. 44. P. 3583–3596.
23. Еланский Н.Ф., Шилкин А.В., Семутникова Е.Г., Захарова П.В., Ракитин В.С., Пономарев Н.А., Веревкин Я.М. Недельный цикл содержания загрязняющих примесей в приземном воздухе г. Москвы // Оптика атмосф. и океана. 2018. V. 31, № 10. С. 829–836; Elansky N.F., Shilkin A.V., Semutnikova E.G., Zaharova P.V., Rakitin V.S., Ponomarev N.A., Verevkin Y.M. Weekly cycle of pollutant concentrations in near-surface air over Moscow // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 1. P. 85–93.
24. Palmer P.I., Jacob D.J., Fiore A.M., Martin R.V., Chanc K., Kurosu T.P. Mapping isoprene emissions over North America using formaldehyde column observations from space // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 6. P. 41–80.
25. Jeričević A., Kraljević L., Grisogono B., Fagerli H., Večenaj Ž. Parameterization of vertical diffusion and the atmospheric boundary layer height determination in the EMEP model // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10. P. 341–364.
26. Еланский Н.Ф., Лаврова О.В., Ракин А.А., Скороход А.И. Антропогенные возмущения состояния атмосферы в Московском регионе // Докл. АН. 2014. Т. 454. С. 456–460.
27. Borovski A., Grechko E., Djola A., Elokhov A., Postylyakov O., Kanaya Y. First measurements of formaldehyde integral content at Zvenigorod Scientific Station // Int. J. Remote Sens. 2014. V. 35, N 15. P. 5609–5627. DOI:10.1080/01431161.2014.945011.
28. Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Variability of stratospheric and tropospheric nitrogen dioxide observed by the visible spectrophotometer at Zvenigorod, Russia // Internat. J. Remote Sens. 2011. V. 32, N 11. P. 3115–3127. DOI:10.1080/01431161.2010.541524.