Том 39, номер 03, статья № 6
Аршинов М. Ю., Белан Б. Д., Колотков Г. А., Пестунов Д. А., Фофонов А. В. Исследование потоков CO2 и CH4 с поверхности воды в прибрежной зоне р. Оби. // Оптика атмосферы и океана. 2026. Т. 39. № 03. С. 223–228. DOI: 10.15372/AOO20260306.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Речные экосистемы являются одним из ключевых компонентов глобального углеродного цикла, осуществляя трансформацию, перенос и эмиссию углерода. Они обеспечивают движение органического вещества с континентов в океанические бассейны и активно обмениваются с атмосферой значительными объемами CO2 и CH4, внося существенный вклад в регуляцию климата Земли. В настоящей работе представлены результаты натурных измерений потоков парниковых газов (CH4 и CO2) на границе «вода – атмосфера» в береговой зоне р. Оби. Исследования проводились в летне-осенний период 2024 г. с использованием оригинального мобильного камерного комплекса, включающего плавучую камеру и портативный лазерный газоанализатор Picarro G4301. Расчет газовых потоков осуществлялся с помощью открытого программного пакета FluxCalR в среде RStudio. Показано, что речная экосистема в районе наблюдений является постоянным источником выделение метана в атмосферу с интенсивностью от 0,12 до 15,81 мг × м-2 × ч-1 (медианные значения). Для диоксида углерода зафиксирован переход от эмиссии в начале сезона (максимальная интенсивность до 217,31 мг × м-2 × ч-1 в июле) к стоку в августе – октябре. Полученные данные подчеркивают вклад речных систем, в частности сибирских рек, в региональный углеродный бюджет и могут использоваться для его учета в климатических моделях.
Ключевые слова:
поток газа «вода – атмосфера», камерный метод, метан, углекислый газ, парниковые газы, углеродный цикл пресной воды
Иллюстрации:
Список литературы:
1. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Biavati G., Horányi A., Muñoz Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Rozum I., Schepers D., Simmons A., Soci C., Dee D., Thépaut J.-N. ERA5 Hourly Data on Single Levels from 1940 to Present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS). 2023. DOI: 10.24381 /cds.adbb2d47.
2. Forster P.M., Smith C., Walsh T., Lamb W.F., Lamboll R., Hall Bradley, Hauser M., Ribes A., Rosen D., Gillett N.P., Palmer M.D., Rogelj J., von Schuckmann K., Trewin B., Allen M., Andrew R., Betts R.A., Borger A., Boyer T., Broersma J.A., Buontempo C., Burgess S., Cagnazzo C., Cheng L., Friedlingstein P., Gettelman A., Gütschow J., Ishii M., Jenkins S., Lan X., Morice C., Mühle J., Kadow C., Kennedy J. Killick R.E., Krummel P.B., Minx J.C., Myhre G., Naik V., Peters G.P., Pirani A., Pongratz J., Schleussner C.-F., Seneviratne S.I., Szopa S., Thorne P., Kovilakam M.V.M., Majamäki E., Jalkanen J.-P., van Marle M., Hoesly R.M., Rohde R., Schumacher D., van der Werf G., Vose R., Zickfeld K., Zhang X., Masson-Delmotte V., Zhai P. Indicators of global climate change 2023: Annual update of key indicators of the state of the climate system and human influence // Earth Syst. Sci. Data. 2024. V. 16, N 6. P. 2625–2658. DOI: 10.5194/essd-16-2625-2024.
3. Meinrat A., Jones C., Cox P. Strong present-day aerosol cooling implies a hot future // Nature. 2005. V. 435. P. 1187–1190. DOI: 10.1038/nature03671.
4. Метан и климатические изменения: научные проблемы и технологические аспекты / под ред. акад. РАН В.Г. Бондура, акад. РАН И.И. Мохова, чл.-корр. РАН А.А. Макоско. М.: Российская академия наук, 2022. 387 с.
5. Seneviratne S.I., Zhang X., Adnan M., Badi W., Dereczynski C., Di Luca A., Ghosh S., Iskandar I., Kossin J., Lewis S., Otto F., Pinto I., Satoh M., Vicente-Serrano S.M., Wehner M., Zhou B. Weather and climate extreme events in a changing climate. In 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.O. Waterfield, R.Yu. Yele-kçi, B. Zhou (eds.). Cambridge, United Kingdom; New York, USA: Cambridge University Press, 2021. P. 1513–1766. DOI: 10.1017/9781009157896.013.
6. Rocher-Ros G., Stanley E.H., Loken L.C., Casson N.J., Raymond P.A., Liu S., Amatulli G., Sponseller R.A. Global methane emissions from rivers and streams // Nature. 2023. V. 621. P. 530–535. DOI: 10.1038/s41586-023-06344-6.
7. Soued C., Bogard M.J., Finlay K., Bortolotti L.E., Leavitt P.R., Badiou P., Knox S.H., Jensen S., Mueller P., Lee S.C., Ng D., Wissel B., Ngai C.C., Page B., Kowal P. Salinity causes widespread restriction of methane emissions from small inland waters // Nat. Commun. 2024. V. 15. P. 717. DOI: 10.1038/s41467-024-44715-3.
8. Cole J.J., Prairie Y.T., Caraco N.F., McDowell W.H., Tranvik L.J., Striegl R.G., Duarte C.M., Kortelainen P., Downing J.A., Middelburg J.J. Plumbing the global carbon cycle: Integrating inland waters into the terrestrial carbon budget // Ecosystems. 2007. V. 10. P. 172–185. DOI: 10.1007/s10021-006-9013-8.
9. Raymond P., Hartmann J., Lauerwald R., Sobek S., McDonald C., Hoover M., Butman D., Striegl R., Mayorga E., Humborg C., Kortelainen P., Durr H., Meybeck M., Ciais P., Guth P. Global carbon dioxide emissions from inland waters // Nature. 2013. V. 503. P. 355–359. DOI: 10.1038/nature12760.
10. Goncharova O.Y., Timofeeva M.V., Matyshak G.V. Carbon dioxide in soil, ground and surface waters of the northern regions: Role, sources, test methods (a review) // Eurasian Soil Sc. 2023. V. 56. P. 278–293. DOI: 10.1134/S1064229322602414.
11. Walter Anthony K.M., Anthony P., Hasson N., Edgar C., Sivan O., Eliani-Russak E., Bergman O., Minsley B.J., James S.R., Pastick N.J., Kholodov A., Zimov S., Euskirchen E., Bret-Harte M.S., Grosse G., Langer M., Nitzbon J. Upland Yedoma taliks are an unpredicted source of atmospheric methane // Nat. Commun. 2024. V. 15. P. 6056. DOI: 10.1038/s41467-024-50346-5.
12. Удодов П.А., Ермашова Н.А., Рассказов И.М., Назаров А.Д., Быков В.Г., Коробейникова Е.С. Подземные воды Томской области // Изв. ТПУ. 1975. T. 297. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/podzemnye-vody-tomskoy-oblasti (дата обращения: 09.01.2025).
13. Zhao J. FluxCalR: A R package for calculating CO2 and CH4 fluxes from static chambers // J. Open Source Software. 2019. V. 4, N 43. Р. 1751. DOI: 10.21105/joss.01751.
14. Maier M., Weber T.K.D., Fiedler J., Fuß R., Glatzel S., Huth V., Jordan S., Jurasinski G., Kutzbach L., Schäfer K., Weymann D., Hagemann U. Introduction of a guideline for measurements of greenhouse gas fluxes from soils using non-steady-state chambers // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2022. V. 185, N 4. P. 447–461.
15. Drake T.W., Raymond P.A., Spencer R.G.M. Terrestrial carbon inputs to inland waters: A current synthesis of estimates and uncertainty // Limnol. Oceanogr. Lett. 2018. V. 3. P. 132–142. DOI: 10.1002/lol2.10055.
16. Кароль И.Л., Киселев А.А. Атмосферный метан и глобальный климат // Природа. 2004. № 7. С. 47–52.
17. Campeau A., Del Giorgio P.A. Patterns in CH4 and CO2 concentrations across boreal rivers: Major drivers and implications for fluvial greenhouse emissions under climate change scenarios // Glob. Chang. Biol. 2014. V. 4. P. 1075–1088. DOI: 10.1111/gcb.12479.