Том 33, номер 07, статья № 7

Аршинов М. Ю., Белан Б. Д., Давыдов Д. К., Козлов А. В., Фофонов А. В., Аршинова В. Г. Исследование пространственного распределения CO2 и CH4 в приземном слое атмосферы Западной Сибири с использованием мобильной платформы. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 07. С. 544–552. DOI: 10.15372/AOO20200707.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Представлены результаты крупномасштабного исследования распределений углекислого газа и метана, проведенного на территории Западной Сибири в 2018–2019 гг. с использованием портативного газоанализатора Picarro G4301. Анализ полученных данных позволил восстановить пространственное распределение фоновых концентраций CO2 и CH4 с высоким разрешением. Выявленные неоднородности распределения CO2 и CH4 обусловлены как воздействием экосистем, характерных для разных регионов Западной Сибири, так и особенностями их сезонных циклов.

Ключевые слова:

состав атмосферы, парниковые газы, пространственное распределение

Иллюстрации:
Список литературы:

1. McNutt M. Times’s up, CO2 // Science. 2019. V. 365, N 6432. P. 411.
2. George S.S. Aberrant synchrony of present-day warming // Nature. 2019. V. 571, N 7766. P. 481–482.
3. Neukom R., Steiger N., Gómez-Navarro J.J., Wang J., Werner J.P. No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era // Nature. 2019. V. 571, N 7766. P. 550–554.
4. Бюллетень ВМО по парниковым газам № 15. Содержание парниковых газов в атмосфере по данным глобальных наблюдений в 2018 году. 25 ноября 2019 г. // ВМО, Отдел исследований атмосферной среды, Департамент научных исследований, Женева. 6 с.
5. Höhne N., den Elzen M., Rogelj J., Metz B., Fransen T., Kuramochi T., Olhoff A., Alcamo J., Winkler H., Fu S., Schaeffer M., Schaeffer R., Peters G.P., Maxwell S., Dubash N.K. Emissions: world has four times the work or one-third of the time // Nature. 2020. V. 579, N 7797. P. 25–28.
6. GAW Report No 206. Workshop Proceedings of the 6th WMO/IAEA Meeting on Carbon Dioxide, Other Greenhouse Gases, and Related Measurement Techniques (GGMT-2011), Wellington, New Zealand, 25–28 October 2011. 2012. 67 p
7. Andrews A.E., Kofler J.D., Trudeau M.E., Williams J.C., Neff D.H., Masarie K.A., Chao D.Y., Kitzis D.R., Novelli P.C., Zhao C.L., Dlugokencky E.J., Lang P.M., Crotwell M.J., Fischer M.L., Parker M.J., Lee J.T., Baumann D.D., Desai A.R., Stanier C.O., De Wekker S.F.J., Wolfe D.E., Munger J.W., Tans P.P. CO2, CO, and CH4 measurements from tall towers in the NOAA Earth System Research Laboratory's Global Greenhouse Gas Reference Network: Instrumentation, uncertainty analysis, and recommendations for future high-accuracy greenhouse gas monitoring efforts // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7, N 2. P. 647–687. DOI: 10.5194/amt-7-647-2014.
8. URL: http://www.icos-infrastructure.eu/node/15/ (last access: 19.02.2020).
9. Rammig A. Tropical carbon sinks are out of sync // Nature. 2020. V. 579, N 7797. P. 38–39.
10. Belikov D., Arshinov M., Belan B., Davydov D., Fofonov A., Sasakawa M., Machida T. Analysis of the Diurnal, Weekly, and Seasonal Cycles and Annual Trends in Atmospheric CO2 and CH4 at Tower Network in Siberia from 2005 to 2016 // Atmos. 2019. V. 10, N 11. 689. DOI: 10.3390/atmos10110689.
11. Schmidt A., Rella C.W., Göckede M., Hanson C., Yang Z., Law B.E. Removing traffic emissions from CO2 time series measured at a tall tower using mobile measurements and transport modeling // Atmos. Environ. 2014. V. 97. P. 94–108. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2014.08.006.
12. Shepherd T.G. Effects of a warming Arctic // Science. 2016. V. 353, N 6303. P. 989–990.
13. Johannessen O.M., Kuzmina S.I., Bobylev L.P., Miles M.W. Surface air temperature variability and trends in the Arrctic: New amplification assessment and regionalisation // Tellus А. 2016. V. 68. DOI: 10.3402/tellusa.v68.28234.
14. 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.
15. Crosson E.R. A cavity ring-down analyzer for measuring atmospheric levels of methane, carbon dioxide, and water vapor // Appl. Phys. B. 2008. V. 92, N 3. Р. 403–408.
16. Chen H., Winderlich J., Gerbig C., Hoefer A., Rella C.W., Crosson E.R., Van Pelt A.D., Steinbach J., Kolle O., Beck V., Daube B.C., Gottlieb E.W., Chow V.Y., Santoni G.W., Wofsy S.C. High-accuracy continuous airborne measurements of greenhouse gases (CO2 and CH4) using the cavity ring-down spectroscopy (CRDS) technique // Atmos. Meas. Tech. 2010. V. 3. N 2. P. 375–386. DOI: 10.5194/amt-3-375-2010.
17. Nara H., Tanimoto H., Tohjima Y., Mukai H., Nojiri Y., Katsumata K., Rella C.W. Effect of air composition (N2, O2, Ar, and H2O) on CO2 and CH4 measurement by wavelength-scanned cavity ring-down spectroscopy: Calibration and measurement strategy // Atmos. Meas. Tech. 2012. V. 5, N 11. P. 2689–2701.
18. Синица Л.Н., Луговской А.А., Сердюков В.И., Аршинов М.Ю. Изменение коэффициента отражения многослойных диэлектрических покрытий при вариации влажности среды // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 8. С. 601–608; Sinitsa L.N., Lugovskoi A.A., Serdyukov V.I., Arshinov M.Yu. Changes in the multilayer dielectric coating reflection coefficient under variation in the medium humidity // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 6. P. 574–581.
19. Serdyukov V.I., Sinitsa L.N., Lugovskoi A.A. Influence of gas humidity on the reflection coefficient of multilayer dielectric mirrors // Appl. Opt. 2016. V. 55, N 17. P. 4763–4768.
20. Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Kozlov A.V., Fofonov A.V., Arshinova V.G. Heterogeneity of the spatial distribution of CO2 and CH4 concentrations in the atmospheric surface layer over West Siberia: October–november 2018 // Proc. SPIE. 2019. V. 11208. DOI: 10.1117/12.2539205.
21. Pérez I.A., Sánchez M.L., García M.A., Pardo N. An experimental relationship between airflow and carbon dioxide concentrations at a rural site // Sci. Total Environ. 2015. V. 533. P. 432–438.
22. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Дудорова Н.В., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Исследование состава воздуха в различных воздушных массах // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 9. С. 752–759; Antokhina O.Yu., Antokhin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Dudorova N.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Study of air composition in different air masses // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 1. P. 72–79.
23. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Краснов О.А., Macsutov Sh.Sh., Machida Т., Sasakawa Motoki, Фофонов А.В. Особенности вертикального распределения углекислого газа над югом Западной Сибири в летний период // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 8. С. 670–681.
24. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Дудорова Н.В., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Краснов О.А., Максютов Ш.Ш., Machida Т., Панченко М.В., Пестунов Д.А., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Sasakawa Motoki, Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Исследование динамики концентрации парниковых газов на территории Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 777–785.
25. Тимохина А.В., Прокушкин А.С., Панов А.В., Колосов Р.А., Сиденко Н.В., Лаврич Й., Хайманн М. Межгодовая изменчивость концентрации диоксида углерода в атмосфере над центральной частью Сибири (по данным международной обсерватории ZOTTO за 2009–2015 гг.) // Метеорол. и гидрол. 2018. № 5. С. 20–29.
26. Friedlingstein P., Jones M.W., OSullivan M., Andrew R.M., Hauck J., Peters G.P., Peters W., Pongratz J., Sitch S., Le Quéré C., Bakker D.C.E., Canadell J.G., Ciais P., Jackson R.B., Anthoni P., Barbero L., Bastos A., Bastrikov V., Becker M., Bopp L., Buitenhuis E., Chandra N., Chevallier F., Chini L.P., Currie K.I., Feely R.A., Gehlen M., Gilfillan D., Gkritzalis T., Goll D.S., Gruber N., Gutekunst S., Harris I., Haverd V., Houghton R.A., Hurtt G., Ilyina T., Jain A.K., Joetzjer E., Kaplan J.O., Kato E., Goldewijk K.K., Korsbakken J.I., Landschützer P., Lauvset S.K., Lefèvre N., Lenton A., Lienert S., Lombardozzi D., Marland G., McGuire P.C., Melton J.R., Metzl N., Munro D.R., Nabel J.E.M.S., Nakaoka S.-I., Neill C., Omar A.M., Ono T., Peregon A., Pierrot D., Poulter B., Rehder G., Resplandy L., Robertson E., Rödenbeck C., Séférian R., Schwinger J., Smith N., Tans P.P., Tian H., Tilbrook B., Tubiello F.N., van der Werf G.R., Wiltshire A.J., Zaehle S. Global Carbon Budget 2019 // Earth Syst. Sci. Data. 2019. V. 11, N 4. P. 1783–1838.
27. Krasnova A., Kukumägi M., Mander U., Torga R., Krasnov D., Noe S.M., Ostonen I., Püttsepp U., Killian H., Uri V., Lõhmus K., Sõber J., Soosaar K. Carbon exchange in a hemiboreal mixed forest in relation to tree species composition // Agric. For. Meteorol. 2019. V. 275. P. 11–23.
28. Korkiakoski M., Tuovinen J.-P., Penttilä T., Sarkkola S., Ojanen P., Minkkinen K., Rainne J., Laurila T., Lohila A. Greenhouse gas and energy fluxes in a boreal peatland forest after clear-cutting // Biogeosciences. 2019. V. 16, N 19. P. 3703–3723.