Том 37, номер 07, статья № 8

Аннотация:

Согласно отчету по изменениям климата IPCC-2021 концентрация углекислого газа и метана в атмосфере за последние 50 лет выросла примерно на четверть. Проведены расчеты радиационного возмущающего воздействия (далее – радиационный форсинг) СО₂ и СН₄ за счет роста их концентрации для умеренных широт. Вертикальные профили температуры и влажности были взяты согласно данным аэрологического и спутникового зондирования атмосферы. Статистическими методами исследовано влияние перекрывания полос поглощения Н₂О с полосами CО₂ и CH₄ на результаты расчета радиационного форсинга этих газов в тропосфере и стратосфере умеренных широт при различном содержании водяного пара. Показано, что радиационный форсинг CO₂ в тропосфере с ростом влагосодержания возрастает по абсолютной величине, тогда как радиационный форсинг СН₄ не зависит от общего влагосодержания в вертикальном столбе атмосферы. Полученные результаты могут представлять интерес для специалистов, изучающих процессы динамики паров воды в атмосфере и их взаимосвязи с ростом концентрации парниковых газов.

Ключевые слова:

радиационный форсинг, метан, углекислый газ, континуум водяного пара, атмосферный радиационный перенос

Список литературы:

1. IPCC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, B. Zhou (eds.). Cambridge: Cambridge University Press, 2021. DOI: 10.1017/9781009157896.
2. Мелешко В.П., Семенов С.М., Анисимов О.А., Анохин Ю.А., Болтнева Л.И., Ваганов Е.А., Груза Г.В., Зайцев А.С., Золотокрылин А.Н., Израэль Ю.А., Инсаров Г.Э., Кароль И.Л., Катцов В.М., Кобышева Н.В., Костяной А.Г., Кренке А.Н., Мещерская А.В., Мирвис В.М., Оганесян В.В., Пчелкин А.В., Ревич Б.А., Решетников А.И., Семенов В.А., Сиротенко О.Д., Спорышев П.В., Терзиев Ф.С., Фролов И.Е., Хон В.Ч., Цыбань А.В., Шерстюков Б.Г., Шикломанов И.А., Ясюкевич В.В. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. М.: Росгидромет, 2008. 30 с.
3. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Размолов А.А. Влияние континуального поглощения паров воды на радиационный форсинг углекислого газа в атмосфере для региона Нижнего Поволжья // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 12. С. 1029–1035. DOI: 10.15372/AOO20221210; Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Razmolov A.A. Impact of water vapor continuum absorption on CO₂ radiative forcing in the atmosphere in the Lower Volga Region // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 2. P. 162–168. DOI: 10.1134/S1024856023030053.
4. Etminan M., Myhre G., Highwood E.J., Shine K.P. Radiative forcing of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide: A significant revision of the methane radiative forcing // Geophys. Res. Lett. 2016. V. 43, N 24. P. 12,614–12,623. DOI: 10.1002/2016GL071930.
5. Roberts R.E., Selby J.E.A., Biberman L.M. Infrared continuum absorption by atmospheric water vapor in the 8–12 micron meter window // Appl. Opt. 1976. V. 15. P. 2085–2090.
6. Mlawer E.J., Clough S.A., Brown P.D., Tobin D.S. Collision-indused effects and the water vapor continuum // Proc. the Eighth ARM Science Team Meeting, Tuscon, Arisona. 1998. P. 503–511.
7. Хоперсков А.В., Фирсов К.М., Титов А.В., Размолов А.А. Развертывание региональной климатической модели для Юга России на основе REGCM 4.5 // Математическая физика и компьютерное моделирование. 2019. Т. 22, № 3. С. 67–94. DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2019.3.6.
8. Rothman L.S., Rinsland C.P., Goldman A., Massie S.T., Edwards D.P., Flaud J.-M., Perrin A., Camy-Peyret C., Dana V., Mandin J.-Y., Schroeder J., Mccann A., Gamache R.R., Wattson R.B., Yoshino K., Chance K.V., Jucks K.W., Brown L.R., Nemtchinov V., Varanasi P. The HITRAN molecular spectroscopic database and hawks (HITRAN atmospheric workstation): 1996 edition // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1998. V. 60, N 6. P. 665–710.
9. Rothman L.S., Barbe A., Chris Benner D., Brown L.R., Camy-Peyret C., Carleer M.R., Chance K., Clerbaux C., Dana V., Devi V.M., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Jacquemart D., Jucks K.W., Lafferty W.J., Mandin J.-Y., Massie S.T., Nemtchinov V., Newnham D.A., Perrin A., Rinsland C.P., Schroeder J., Smith K.M., Smith M.A.H., Tang K., Toth R.A., Vander Auwera J., Varanasi P., Yoshino K. The HITRAN molecular spectroscopic database: Edition of 2000 including updates through 2001 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2003. V. 82, N 1–4. P. 5–44. DOI: 10.1016/S0022-4073(03)00146-8.
10. Clough S.A., Shephard M.W., Mlawer E.J., Delamere J.S., Iacono M.J., Cady-Pereira K., Boukabara S., Brown P.D. Atmospheric radiative transfer modeling: A summary of the AER codes // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2004. V. 91. P. 233–244. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2004.05.058.
11. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., Hashemi R., Karlovets E.V., Skinner F.M., Conway E.K., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Wcisło P., Finen­ko A.A., Nelson K., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Coustenis A., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacque­mart D., Mlawer E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Canè E., Császár A.G., Dudaryonok A., Egorov O., Fleisher A.J., Fleurbaey H., Foltynowicz A., Furtenbacher T., Harri­son J.J., Hartmann J.-M., Horneman V.-M., Huang X., Karman T., Karns J., Kassi S., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N.N., Lee T.J., Long D.A., Lukashevskaya A.A., Lyulin O.M., Makhnev V.Yu., Matt W., Massie S.T., Melosso M., Mikhailenko S.N., Mondelain D., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Perrin A., Polyansky O.L., Raddaoui E., Raston P.L., Reed Z.D., Rey M., Richard C., Tóbiás R., Sadiek I., Schwenke D.W., Starikova E., Sung K., Tamassia F., Tashkun S.A., Vander Auwera J., Vasilenko I.A., Vigasin A.A., Villanueva G.L., Vispoel B., Wagner G., Yachmenev A., Yurchenko S.N. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 277, N 10794. P. 1–82. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
12. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Бобров Е.В. Роль континуального поглощения паров воды в длинноволновых радиационных процессах приземного слоя атмосферы в регионе Нижнего Поволжья // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 8. С. 665–672; Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Bobrov E.V. The role of the water vapor continuum absorption in near ground long-wave radiation processes of the Lower Volga Region // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 1. P. 1–8. DOI: 10.1134/S1024856015010030.
13. Чеснокова Т.Ю., Фирсов К.М. Влияние обновления информации по параметрам линий поглощения атмосферных газов на результаты моделирования потоков теплового излучения в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 5. С. 387–397. DOI: 10.15372/AOO20230509; Chesnokova T.Yu., Firsov K.M. Impact of updating information on the atmospheric gas absorption line parameters on the results of simulations of IR radiative fluxes in the atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 5. P. 539–549.
14. Delahaye T., Armante R., Scott N.A., Jacquinet-Husson N., Chédin A., Crépeau L., Crevoisier C., Douet V., Perrin A., Barbe A., Boudon V., Campargue A., Coudert L.H., Ebert V., Flaud J.-M., Gamache R.R., Jacquemart D., Jolly A., Kwabia-Tchana F., Kyuberis A., Li G., Lyulin O.M., Manceron L., Mikhailenko S., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A., Perevalov V.I., Richard C., Starikova E., Tashkun S.A., Tyuterev Vl.G., Vander Auwera J., Vispoel B., Yachmenev A., Yurchenko S. The 2020 edition of the GEISA spectroscopic database // J. Mol. Spectrosc. 2021. V. 380. P. 111510. DOI: 10.1016/j.jms.2021.111510.
15. Mlawer E.J., Payne V.H., Moncet J.-L., Delamere J.S., Alvarado M.J., Tobin D.C. Development and recent evaluation of the MT_CKD model of continuum absorption // Phil. Trans. R. Soc. A. 2012. V. 370. P. 2520–2556. DOI: 10.1098/rsta.2011.0295.
16. Anderson G.P., Clough S.A., Kneizys F.X., Chetwynd J.H., Shettle E.P. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0–120 km). AFGL-TR-86-0110. AFGL (OPI). Hanscom AFB: MA 01736. 1986. 25 р.
17. ECMWF ERA-5. URL: https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era5 (last access: 26.02.2024).
18. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara S., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., De Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R.J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez Ph., Lupu C., Radnoti G., de Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thépaut J.-N. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049. DOI: 10.1002/qj.3803.