Том 39, номер 06, статья № 12

Аннотация:

Обсуждаются методы численной интерпретации данных спутниковых измерений диоксида азота с использованием разработанной модели реконструкции длительного регионального загрязнения от высотного точечного источника атмосферных выбросов. В основу модели положены асимптотические представления полей концентраций примесей на значительных расстояниях от источника. В рамках предложенного подхода проведен численный анализ данных спутниковых измерений содержания диоксида азота в районе расположения Гусиноозерской ГРЭС. Получен высокий уровень согласия между данными спутниковых наблюдений и модельными описаниями полей концентраций для выносов диоксида азота от труб ГРЭС в юго-западном и северо-западном направлениях. Результаты анализа показали наличие значительных фоновых концентраций, обусловленных выбросами диоксида азота из удаленных источников. Разработанная модель реконструкции также позволяет оценивать вклад дополнительных источников в поля концентраций рассматриваемой примеси. Результаты работы могут быть использованы для определения атмосферной эмиссии примесей от тепловых станций по данным спутниковых измерений.

Ключевые слова:

атмосфера, загрязнение, тепловая станция, диоксид азота, модель, спутниковые наблюдения

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Балтер Б.М., Балтер Д.Б., Егоров В.В., Стальная М.В. Использование данных ИСЗ Landsat для определения концентрации загрязнителей в шлейфах от продувки газовых скважин на основании модели источника // Исследование Земли из космоса. 2014. № 2. С. 55–66. DOI: 10.7868/S0205961414020031.
2. Тронин А.А., Крицук С.Г., Киселев А.В. Многолетние тренды содержания диоксида азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 2. С. 259–265. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-259-265.
3. Qu Z., Henze D.K., Cooper O.R., Neu J.L. Improving NO₂ and ozone simulations through global NO_x emission inversions // Atmos. Chem. Phys. 2020. V. 20, N 21. P. 13109–13130. DOI: 10.5194/acp-20-13109-2020.
4. Тихонов Н.А., Захарова С.А., Давыдова М.А. Моделирование динамики образования шлейфа NO₂ от точечного источника // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 9. С. 722–727. DOI: 10.15372/AOO20200909; Tikhonov N.A., Zakharova S.A., Davydova M.A. Simulation of the dynamics of an NO₂ plume from a point source // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 1. P. 45–49.
5. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А.Я., Ровинский Ф.Я., Рябошапко А.Г., Филиппова Л.М. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 269 с.
6. Бриль А.А., Лупян Е.А., Константинова А.М., Крашенинникова Ю.С., Уваров И.А. Новые информационные продукты о распределении диоксида азота с учетом ветровых условий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21, № 4. С. 301–307. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-301-307.
7. Давыдова М.А., Еланский Н.Ф., Захарова С.А., Постыляков О.В. Применение численно-асимптотического подхода в задаче восстановления параметров локального стационарного источника антропогенного загрязнения // Докл. РАН. Сер.: Математика, информатика, процессы управления. 2021. Т. 496. С. 34–39.
8. Постыляков О.В., Боровский А.Н., Шукуров К.А., Макаренков А.А., Давыдова М.А., Захарова С.А., Мухартова Ю.В. Эксперименты по высокодетальному картированию тропосферного NO₂ с использованием наблюдений ГСА / Ресурс-П: результаты, валидация с помощью моделей и измерений, оценка выбросов // Сборник трудов Международного симпозиума «Атмосферная радиация и динамика» (МСАРД- 2021). СПб.: ООО «Издательство ВВМ», 2021. С. 26–32.
9. Иванов В.А., Елохов А.С., Постыляков О.В. О возможности оценки объемов выбросов NO₂ в городах по зенитным спектральным наблюдениям рассеянной солнечной радиации вблизи 450 нм // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 6. С. 544–549; Ivanov V.A., Elokhov A.S., Postylyakov O.V. On the possibility of estimating the volume of NO₂ emissions in cities using zenith spectral observations of diffuse solar radiation near 450 nm // Atmos. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 6. P. 434–439. DOI: 10.1134/S1024856012060061.
10. Иванов В.А., Постыляков О.В. Оценка интегрального содержания NO₂ в пограничном слое атмосферы по наблюдениям рассеянной в зените солнечной радиации // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 6. С. 471–474. DOI: 10.1134/S1024856012060061
11. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
12. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Бриль А.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Миклашевич Т.С., Плотников Д.Е., Радченко М.В., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А., Хвостиков С.А., Ховратович Т.С. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 6. С. 9–31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31.
13. Бриль А.А., Константинова А.М., Лупян E.А., Бурцев М.А. Возможности работы ЦКП «ИКИ Мониторинг» с информацией о малых газовых составляющих, получаемой на основе данных спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20, № 5. С. 85–95. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-85-95.
14. Copernicus Sentinel-5P (processed by ESA), 2021, TROPOMI Level 2 Nitrogen Dioxide total column products. Version 02. European Space Agency. DOI: 10.5270/S5P-9bnp8q8.
15. Константинова А.М., Бриль А.А., Лупян Е.А., Кашницкий А.В., Саворский В.П. Возможности использования технологии объектного мониторинга для анализа концентраций диоксида азота в атмосфере крупных источников загрязнений // Вычислительные технологии. 2024. Т. 29, № 3. С. 92–102. DOI: 10.25743/ICT.2024.29.3.008.
16. Силаева П.Ю., Силаев А.В. Особенности рассеивания выбросов диоксида азота предприятиями энергокомплекса и их влияние на население мегаполисов // Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. Сер.: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2018. Т. 26, № 1. С. 63–72. DOI: 10.22363/2313-2310-2018-26-1-63-72.
17. Морозова А.Э., Сизов О.С., Елагин П.О., Агзамов Н.А. Интегральная оценка качества атмосферного воздуха в крупнейших городах России на основе данных TROPOMI (Sentinel-5P) за 2019–2020 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19, № 4. С. 23–39. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-23-39
18. Рапута В.Ф., Симоненков Д.В., Белан Б.Д., Ярославцева Т.В. Численное исследование процессов переноса и трансформации газовых и аэрозольных примесей в шлейфе выбросов Норильского промышленного района // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 6. С. 438–442. DOI: 10.15372/AOO20180603; Raputa V.F., Simonenkov D.V., Belan B.D., Yaroslavtseva T.V. Numerical study of gas and aerosol impurity transfer and transformation processes in the plume of the Norilsk industrial region // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 466–470.
19. Рапута В.Ф. Модели реконструкции полей длительных выпадений аэрозольных примесей // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 6. С. 506–511.
20. Фадова А.А., Кучерик Г.В., Заблоцкая Е.В. Оценка качества атмосферного воздуха района размещения основной площадки акционерного общества «Интер РАО – Электрогенерация» // Энергетические установки и технологии. 2020. Т. 6, № 2. С. 138–145.
21. Климат Иркутска / под ред. С.Д. Кошинского. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 247 с.
22. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1987. 430 с.
23. Бызова Н.Л., Гаргер Е.К., Иванов В.Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 278 с.
24. Успенский А.Б., Федоров В.В. Вычислительные аспекты метода наименьших квадратов при анализе и планировании регрессионных экспериментов. М.: Изд-во МГУ, 1975. 168 с.