Том 37, номер 06, статья № 2

Аннотация:

Пылевой аэрозоль из районов песчаных бурь разносится воздушными массами на тысячи километров, влияя на оптические свойства атмосферы, климат и наземные природные объекты. Регион Северного Прикаспия – территории Калмыкии, дельты Волги, закаспийских низменностей и северо-западного Казахстана – представляет собой круглогодичный источник пылевого аэрозоля. Повышение уровня аэрозольного загрязнения приземного воздуха Москвы, связанное с дальним атмосферным переносом пыли из Прикаспия, анализируется по данным непрерывных наблюдений на станциях ГПБУ «Мосэкомониторинг» за 2011–2021 гг. Выявлено восемь месяцев (около 6%) с эпизодами, когда среднесуточная концентрация аэрозолей РМ₁₀ в Москве была выше ПДК. Длительность эпизодов составляет от 3 до 10 сут и в среднем за год не превосходит суммарно 9% дней. Максимальные среднесуточные концентрации приземного аэрозоля РМ₁₀ в городе во время таких эпизодов в 2,7 ± 1,1 раза выше соответствующих среднемесячных значений. Месяцы с эпизодами дальнего атмосферного переноса пыли в Москве характеризуются повышенной температурой воздуха на 1,9 ± 2,0 °С и пониженным количеством осадков на 9 ± 13 мм в среднем относительно нормы. Результаты работы могут быть использованы при оценках климатических и экологических сдвигов в условиях существования экосистем на европейской территории России.

Ключевые слова:

городской аэрозоль, РМ10 и РМ2.5, приземный воздух, Москва, пыль из Прикаспия, дальний атмосферный перенос, температура воздуха, количество осадков

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Cess R.D., Potter G.L., Ghan S.J., Gates W.L. The climatic effects of large injections of atmospheric smoke and dust: A study of climate feedback mechanisms with one- and three-dimensional climate models // J. Geophys. Res. 1985. V. 90, N D7. P. 12937–12950. DOI: 10.1029/JD090iD07p12937.
2. Schepanski K. Transport of mineral dust and its impact on climate // Geosciences. 2018. V. 8, N 5. P. 151. DOI: 10.3390/geosciences8050151.
3. Chaibou A.A.S., Ma A., Sha T. Dust radiative forcing and its impact on surface energy budget over West Africa // Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 12236. DOI: 10.1038/s41598-020-69223-4.
4. Горчакова И.А., Мохов И.И., Рублев А.Н. Радиационный и температурный эффекты мощного выноса пылевого аэрозоля в атмосферу // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 2. С. 131–145.
5. Hu Z., Huang J., Zhao C., Jin Q., Ma Y., Yang B. Modeling dust sources, transport, and radiative effects at different altitudes over the Tibetan Plateau // Atmos. Chem. Phys. 2020. V. 20, N 3. P. 1507–1529. DOI: 10.5194/acp-20-1507-2020.
6. Yang L., Shi Z., Sun H., Xie X., Liu X., An Z. Distinct effects of winter monsoon and westerly circulation on dust aerosol transport over East Asia // Theor. Appl. Climatol. 2021. V. 144, N 3. P. 1031–1042. DOI: 10.1007/s00704-021-03579-z.
7. Vijayakumara K., Devara P.C.S., Vijaya Bhaskara Rao S., Jayasankar C.K. Dust aerosol characterization and transport features based on combined ground-based. Satellite and model-simulated data // Aeolian Res. 2016. V. 21, N 6. P. 75–85. DOI: 10.1016/j.aeolia.2016.03.003.
8. Заяханов А.С., Жамсуева Г.С., Нагуслаев С.А., Цыдыпов В.В., Аюржанаев А.А., Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Аззаяа Д., Оюнчимег Д. Пространственно-временные характеристики АОТ атмосферы в пустыне Гоби по данным наземных наблюдений // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 4. С. 327–334.
9. Абдуллаев С.Ф., Маслов В.А., Назаров Б.И., Мадвалиев У., Давлатшоев Т. Элементный состав почв и пылевого аэрозоля юго-центральной части Таджикистана // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 3. С. 246–255.
10. Xiong J., Zhao T., Bai Y., Liu Y., Han Y., Guo C. Climate characteristics of dust aerosol and its transport in major global dust source regions // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 209: 105415. DOI: 10.1016/j.jastp.2020.
11. Prospero J. Long-range transport of mineral dust in the global atmosphere: Impact of African dust on the environment of the southeastern United States // PNAS. 1999. V. 96, N 7. P. 3396–3403. DOI: 10.1073/pnas.96.7.3396.
12. Zhang Y., Cai Y.J., Yu F., Luo G., Chou C.C.K. Seasonal variations and long-term trend of mineral dust aerosols over the Taiwan region // Aerosol Air Qual. Res. 2021. V. 21, N 5: 200433. DOI: 10.4209/aaqr.2020.07.0433.
13. Guedes A., Landulfo E., Montilla-Rosero E., Lopes F.J.S., Hoelzemann J.J., Fernandez J.H., Silva M.P.A., Santos R.S.S., Guerrero-Rascado J.L., Alados-Arboledas L. Detection of Saharan mineral dust aerosol transport over Brazilian northeast through a depolarization lidar // EPJ Web Conf. 2018. V. 176: 05036. DOI: 10.1051/epjconf/201817605036.
14. Asher E.C., Christensen J.N., Post A., Perry K., Cliff S.S., Zhao Y., Trousdell J., Faloona I. The transport of Asian dust and combustion aerosols and associated ozone to North America as observed from a mountaintop monitoring site in the California coast range // JGR Atmospheres. 2018. V. 123, N 10. P. 5667–5680. DOI: 10.1029/2017JD028075.
15. Silva H.G., Lopes F.M., Pereira S., Nicoll K., Barbosa S.M., Conceição R., Neves S., Harrison R.G., Pereira M.C. Saharan dust electrification perceived by a triangle of atmospheric electricity stations in Southern Portugal // J. Electrost. 2016. V. 84, N 12. P. 106–120. DOI: 10.1016/j.elstat.2016.10.002.
16. Provençal S., Kishcha P., da Silva A.M., Elhacham E., Alpert P. AOD distributions and trends of major aerosol species over a selection of the world’s most populated cities based on the 1st version of NASA’s MERRA Aerosol Reanalysis // Urban Clim. 2017. V. 20, N 4. P. 168–191. DOI: 10.1016/j.uclim.2017.04.001.
17. Pey J., Querol X., Alastuey A., Forastiere F., Stafoggia M. African dust outbreaks over the Mediterranean Basin during 2001–2011: PM₁₀ concentrations. Phenomenology and trends, and its relation with synoptic and mesoscale meteorology // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 3. P. 1395–1410. DOI: 10.5194/acp-13-1395-2013.
18. Filonchyk M. Characteristics of the severe March 2021 Gobi Desert dust storm and its impact on air pollution in China // Chemosphere. 2022. V. 287, N 3. P. 132219. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.132219.
19. Кондратьев И.И., Качура А.Н., Юрченко С.Г., Мезенцева Л.И., Рощупкин Г.Т., Семыкина Г.И. Синоптические и геохимические аспекты аномального выноса пыли на юге Приморского Края // Вестн. ДО РАН. 2005. Т. 121, № 3. С. 55–65.
20. Guo J., Lou M., Miao Y., Wang Y., Zeng Z., Liu H., He J., Xu H., Wang F., Min M., Zhai P. Trans-Pacific transport of dust aerosols from East Asia: Insights gained from multiple observations and modeling // Environ. Poll. 2017. V. 230. P. 1030–1039. DOI: 10.1016/j.envpol.2017.07.062.
21. Калинская Д.В., Папкова А.С., Вареник А.В. Аномальный перенос поглощающего аэрозоля над Черным морем за весенний период 2020  г. // Соврем. пробл. дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 2. С. 287–298. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-2-287-298.
22. Кутузов С.C., Михаленко В.Н., Шахгеданова M., Жино П., Козачек А.В., Лаврентьев И.И., Кудерина Т.М., Попов Г.В. Пути дальнего переноса пыли на ледники Кавказа и химический состав снега на Западном плато Эльбруса // Лед и Снег. 2014. Т. 127, № 3. С. 5–15. DOI: 10.15356/2076-6734-2014-3-5-15.
23. Сельскохозяйственный словарь-справочник / под ред. А.И. Гайстера. М.; Л.: Сельхозгиз, 1934. 1280 с.
24. Шевченко В.П., Коробов В.Б., Лисицын А.П., Алешинская А.С., Богданова О.Ю., Горюнова Н.В., Грищенко И.В., Дара О.М., Завернина Н.Н., Куртеева Е.И., Новичкова Е.А., Покровский О.С., Сапожников Ф.В. Первые данные о составе пыли, окрасившей снег на европейском севере России в желтый цвет (март 2008 г.) // Докл. РАН. 2010. Т. 431, № 5. С. 675–679.
25. Shukurov K.A., Chkhetiani O.G. Probability of transport of air parcels from the arid lands in the Southern Russia to Moscow region // Proc. SPIE. 2017. DOI: 10.1117/12.2287932.
26. Шукуров К.А., Шукурова Л.М. Регионы-источники нитрата аммония, сульфата аммония и природных силикатов в приземном аэрозоле Западного Подмосковья // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2017. Т. 53, № 3. С. 360–369. DOI: 10.7868/s0002351517030142.
27. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Иорданский М.А., Скороход А.И. Временные вариации состава атмосферного аэрозоля в Москве весной 2020 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 3. С. 334–348. DOI: 10.31857/s0002351521030056.
28. Gubanova D., Chkhetiani O., Vinogradova A., Skorokhod A., Iordanskii M. Atmospheric transport of dust aerosol from arid zones to the Moscow region during fall 2020 // AIMS Geosci. 2022. V. 8, N 2. P. 277–302. DOI: 10.3934/geosci.2022017.
28. Виноградова А.А., Губанова Д.П., Иорданский М.А., Скороход А.И. Влияние метеорологических условий и дальнего переноса воздушных масс на состав приземного аэрозоля в Москве в зимние сезоны // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 6. С. 436–446; Vinogradova A.A., Gubanova D.P., Iordanskii M.A., Skorokhod A.I. Effect of meteorological conditions and long-range air mass transport on surface aerosol composition in winter Moscow // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 6. P. 758–768. DOI: 10.1134/S1024856022060276.
30. Sokhi R.S., Singh V., Querol X., Finardi S., Targino A.C., de Fatima Andrade M., Pavlovic R., Garland R.M., Massagué J., Kong Sh., Baklanov A., Lu Ren, Tarasova O., Carmichael G., Peuch V.-H., Anand V., Arbilla G., Badali K., Beig G., Belalcazar L.C., Bolignano A., Brimblecombe P., Camacho P., Casallas A., Charland J.-P., Choi J., Chourdakis E., Coll I., Collins M., Cyrys J., da Silva C.M., Di Giosa A.D., Di Leo A., Ferro C., Gavidia-Calderon M., Gayen A., Ginzburg A., Godefroy F., Gonzalez Yu.A., Guevara-Luna M., Haque Sk.M., Havenga H., Herod D., Hõrrak U., Hussein T., Ibarra S., Jaimes M., Kaasik M., Khaiwal R., Kim J., Kousa A., Kukkonen Ja., Kulmala M., Kuula J., La Violette N., Lanzani G., Xi Liu, MacDougall S., Manseau P.M., Marchegiani G., McDonald B., Mishra S.V., Molina L.T., Mooibroek D., Mor S., Moussiopoulos N., Murena F., Niemi Ja.V., Noe S., Nogueira T., Norman M., Pérez-Camaño Ju.L., Petäjä T., Piketh S., Rathod A., Reid K., Retama A., Rivera O., Rojas N.Y., Rojas-Quincho J.P., José R.S., Sánchez O., Seguel R.J., Sillanpää S., Su Yu., Tapper N., Terrazas A., Timonen H., Toscano D., Tsegas G., Velders G.J.M., Vlachokostas Ch., von Schneidemesser E., Vpm R., Yadav R., Zalakeviciute R., Zavala M. A global observational analysis to understand changes in air quality during exceptionally low anthropogenic emission conditions // Environ. Intern. 2021. V. 157. P. 106818. DOI: 10.1016/j.envint.2021.106818.
31. Мосэкомониторинг [М.], 2018–2024. URL: https: //mosecom.mos.ru/stations/ (дата обращения: 24.07.2023).
32. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Лезина Е.А., Иорданский М.А., Исаков А.А. Условно фоновый уровень аэрозольного загрязнения приземного воздуха в Москве и пригороде: сезонные вариации // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 6. С. 754–773. DOI: 10.31857/S0002351523060056.
33. Gubanova D.P., Vinogradova A.A., Iordanskii M.A., Skorokhod A.I. Variability of near-surface aerosol composition in Moscow in 2020–2021: Episodes of extreme air pollution of different genesis // Atmosphere. 2022. V. 13, N 4. P. 574–599. DOI: 10.3390/atmos13040574.
34. NOAA Air Resources Laboratory. HYSPLIT. URL: https://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT.php (last access: 24.01.2024).
35. NASA’s Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS). URL: http://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni (last access: 02.02.2024).
36. Архив погоды [M.], 2004–2024. URL: http://rp5.ru (дата обращения: 17.12.2023).
37. Погода и климат. Архив фактической погоды [Б.м.], 2004–2024. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/archive.php (дата обращения 28.12.2023).
38. NASA: AERONET Data. URL: https://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/data_display_aod_v3 (дата обращения: 08.02.2024).