Том 39, номер 06, статья № 1

Аннотация:

Наблюдающаяся в мире интенсивная урбанизация сопровождается активным ростом городских агломераций. Крупнейшая в Европе Московская агломерация динамично развивается, что обусловливает возникновение дополнительных факторов, способствующих изменению городских экосистем, погоды и климата. Одним из индикаторов таких процессов служит изменчивость свойств атмосферных аэрозолей. В настоящем исследовании определены основные типы природных и антропогенных воздействий на атмосферный аэрозоль в Московском регионе и их характерные признаки. С этой целью был разработан и описан составной алгоритм оценки показателей типичного аэрозольного загрязнения атмосферы города и типизации воздействий на аэрозоль. В основе лежат результаты непрерывных шестилетних (2020–2025 гг.) экспериментальных наблюдений в ИФА РАН, дополненные данными измерений на сети станций ГПБУ «Мосэкомониторинг». Полученные результаты могут использоваться для уточнения эмиссий аэрозолей в Москве в химико-транспортных моделях, а также при оценке и прогнозировании состояния городских экосистем и климата.

Ключевые слова:

атмосферный аэрозоль, РМ10, РМ2.5, массовая концентрация, алгоритм, условно фоновое аэрозольное загрязнение атмосферы, природные и антропогенные воздействия, типизация, Московская агломерация

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Кондратьев К.Я., Ивлев Л.С., Крапивин В.Ф. Атмосферные аэрозоли: Свойства, процессы образования и воздействия. От нано- до глобальных масштабов. СПб.: ВВМб, 2007. 858 с.
2. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. New York: Wiley, USA, 2006. 1232 p.
3. Lokoshchenko M.A., Alekseeva L.I. Influence of meteorological parameters on the urban heat island in Moscow // Atmosphere. 2023. V. 14, 507. DOI: 10.3390/atmos14030507.
4. Lokoshchenko M.A. Urban heat island and urban dry island in Moscow and their centennial changes // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2017. V. 56. P. 2729-2745. DOI: 10.1175/JAMC-D-16-0383.1.
5. Кузнецова И.Н., Брусова Н.Е., Нахаев М.И. Городской остров тепла в Москве: определение, границы, изменчивость // Метеорология и гидрология. 2017. № 5. С. 49–61.
6. Han J.Y., Baik J.J., Lee H. Urban impacts on precipitation // Asia–Pac. J. Atmospheric. Sci. 2014. V. 50. N 1. P. 17–30. DOI: 10.1007/s13143-014-0016-7.
7. Liu J., Niyogi D. Meta-analysis of urbanization impact on rainfall modification // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 7301. DOI: 10.1038/s41598-019-42494-2.
8. Chapman S., Watson J.E.M., Salazar A., Thatcher M., McAlpine C.A. The impact of urbanization and climate change on urban temperatures: A systematic review // Landscape Ecol. 2017. V. 32. P. 1921–1935. DOI: 10.1007/s10980-017-0561-4.
9. Гинзбург А.С., Докукин С.А. Влияние теплового загрязнения атмосферы на климат города (оценки с помощью модели COSMO-CLM) // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 1. С. 53–66. DOI: 10.31857/S0002351521010053.
10. Garuma G. Review of urban surface parameterizations for numerical climate models // Urban Clim. 2018. V. 24. P. 830–851. DOI: 10.1016/j.uclim.2017.10.006.
11. Тарасова М.А., Варенцов М.И., Степаненко В.М. Параметризации взаимодействия атмосферы с городской поверхностью: обзор и перспективы развития // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 2. C. 127–148. DOI: 10.31857/S0002351523020062.
12. Han W., Li Z., Guo J., Su T., Chen T., Wei J., Cribb M. The urban–rural heterogeneity of air pollution in 35 metropolitan regions across China // Remote Sens. 2020. V. 12. Р 2320. DOI: 10.3390/rs12142320.
13. Kang L., Chen S., Huang J., Zhao S., Ma X., Yuan T., Zhang X., Xie T. The spatial and temporal distributions of absorbing aerosols over East Asia // Remote Sens. 2017. V. 9. Р 1050. DOI: 10.3390/rs9101050.
14. Доклад «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2022 году» / под ред. А.О. Кульбачевского. М., 2023. 276 с.
15. Popovicheva O., Diapouli E., Chichaeva M., Kosheleva N., Kovach R., Bitukova V., Eleftheriadis K., Kasimov N. Aerosol characterization and peculiarities of source apportionment in Moscow, the largest and northernmost European megacity // Sci. Total Environ. 2024. V. 918. Р. 170315. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.170315.
16. Elansky N.F., Shilkin A.V., Ponomarev N.A., Semutnikova E.G., Zakharova P.V. Weekly patterns and weekend effects of air pollution in the Moscow megacity // Atmos. Environ. 2020. V. 224. P. 117303. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117303.
17. Еланский Н.Ф., Шилкин А.В., Пономарев Н.А., Захарова П.В., Качко М.Д., Поляков Т.И. Пространственно-временные вариации содержания загрязняющих примесей в воздушном бассейне Москвы и их эмиссии // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2022. Т. 58, № 1. С. 92–108. DOI: 10.31857/S0002351522010023.
18. Chubarova N., Androsova E., Kirsanov A., Varentsov M., Rivin G. Urban aerosol, its radiative and temperature response in comparison with urban canopy effects in megacity based on COSMO-ART modeling // Urban Clim. 2024. V. 53. P. 101762. DOI: 10.1016/j.uclim.2023.101762.
19. Chubarova N.E., Vogel H., Androsova E.E., Kirsanov A.A., Popovicheva O.B., Vogel B., and Rivin G.S. Columnar and surface urban aerosol in the Moscow megacity according to measurements and simulations with the COSMO-ART model // Atmos. Chem. Phys. 2022. V. 22. P. 10443–10466. DOI: 10.5194/acp-22-10443-2022.
20. Piskunova D., Chubarova N., Poliukhov A., Zhdanova E. Radiative regime according to the new RAD-MSU(BSRN) Complex in Moscow: The roles of aerosol, surface albedo, and sunshine duration //Atmosphere. 2024. V. 15. P. 144. DOI: 10.3390/atmos15020144.
21. Vinogradova A.A., Gubanova D.P., Ivanova Yu.A. Urban contribution to aerosol pollution of the atmospheric surface layer in the Moscow agglomeration // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2026. V. 62, No. 2. P. 263–282. DOI: 10.1134/S0001433826700386.
22. 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. Физика атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 6. С. 754–773. DOI: 10.31857/S0002351523060056.
23. Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D., Stunder B.J.B., Cohen M.D., Ngan F. NOAA's HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2015. V. 96. P. 2059–2077. DOI: 10.1175/BAMS-D-14-00110.1.
24. Gelaro R., McCarty W., Suárez M.J., Todling R., Molod A., Takacs L., Randles C., Darmenov A., Bosilovich M.G., Reichle R., Wargan K., Coy L., Cullather R., Draper C., Akella S., Buchard V., Conaty A., da Silva A., Gu W., Kim G.K., Koster R., Lucchesi R., Merkova D., Nielsen J.E., Partyka G., Pawson S., Putman W., Rienecker M., Schubert S.D., Sienkiewicz M., Zhao B. The modern-era Retrospective Analysis for Research and Applications, version 2 (MERRA-2) // J. Clim. 2017. V. 30, N 13. P. 5419–5454. DOI: 10.1175/JCLI-D-16-0758.1.
25. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Скороход А.И., Иорданский М.А. Аномальное аэрозольное загрязнение воздуха в Москве вблизи локального антропогенного источника в июле 2021 года // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 4. С. 133–147. DOI: 10.37162/2618-9631-2021-4-133-147.
26. Губанова Д.П., Гинзбург А.С., Виноградова А.А., Чхетиани О.Г., Семенов В.А. Эффект «пыльной мглы» в атмосфере мегаполиса // Доклады РАН. Науки о Земле. 2025. Т. 522, № 1. С. 164–172. DOI: 10.31857/S2686739725050202.
27. Gubanova D., Chkhetiani O., Vinogradova A., Skorokhod A., Iordanskii M. Atmospheric transport of dust aerosol from arid zones to the Moscow region in the fall 2020 // AIMS Geosci. 2022. V. 8, N 2. P. 277-302. DOI: 10.3934/geosci.2022017.
28. 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.
29. Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И., Глазкова А.А., Захарова П.В., Лезина Е.А., Звягинцев А.М. Неблагоприятные для качества воздуха метеорологические факторы // Тр. Гидрометцентра России. 2014. № 351. С. 154–172.
31. Кузнецова И.Н., Ткачева Ю.В., Борисов Д.В. Методы прогнозирования метеорологических условий, влияющих на загрязнение приземного воздуха // Метеорология и гидрология. 2024. № 8. С. 87–103. DOI: 10.52002/0130-2906-2024-8-87-103.
32. Губанова Д.П., Иорданский М.А., Виноградова А.А., Беликов И.Б., Белоусов В.А. Проблема выбора значений плотности частиц для численной оценки массовой концентрации субмикронного и микронного аэрозоля // Оптика атмосф. океана. 2023. Т. 36, № 6. С. 469–481. DOI: 10.15372/AOO20230607; Gubanova D.P., Iordanskii M.A., Vinogradova A.A., Belikov I.B., Belousov V.A. Particle Density Values for Numerical Estimation of Mass Concentration of Near-Surface Submicron and Micron Aerosol // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 6. P. 670–684.