Том 39, номер 06, статья № 6

Аннотация:

Воздействие крупного мегаполиса на состав приземного воздуха в пригородах остается одной из наиболее актуальных экологических проблем современности. Представлены оценки влияния характеристик горизонтального ветра (направление, скорость) на концентрацию аэрозолей в приземном воздухе мегаполиса и на расстоянии 50–60 км от него. Использованы данные о концентрации аэрозоля РМ₁₀, полученные авторами в районе г. Звенигород (западный пригород) и в центре Москвы, а также измеренные на всех станциях контроля загрязнения атмосферы ГПБУ «Мосэкомониторинг», расположенных в Москве (мегаполис) и в г. Павловский Посад (восточный пригород). Анализируются частоты направления ветра, его скорости и концентрации аэрозолей РМ₁₀ в рассматриваемых пунктах в разные сезоны в среднем за 2021–2024 гг. Несмотря на преимущественный перенос воздушных масс с запада в течение всего года во всех трех пунктах, результирующие средние потоки аэрозолей РМ₁₀ имеют разные направления и величины как в городе, так и в подмосковных районах в различные сезоны. В целом годовой поток аэрозолей РМ₁₀ в приземном воздухе рассматриваемых пунктов имеет северо-северо-западное направление, в пригородных районах он выше, чем в городе. Полученные результаты могут быть полезны при оценке экологических рисков для окружающей среды и здоровья населения Московской области, а также в климатических расчетах и верификации их результатов.

Ключевые слова:

нижний слой атмосферы, массовая концентрация аэрозоля, РМ10, Москва, Московская область, ветровой режим

Иллюстрации:

Список литературы:

1. 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. P. 2320. DOI: 10.3390/rs12142320.
2. Плауде Н.О., Стулов Е.А., Паршуткина И.П., Сосникова Е.В., Монахова Н.А. Характеристики атмосферного аэрозоля в Московском регионе (результаты 17-летнего мониторинга). М.: Научный мир, 2013. 80 с.
3. 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.
4. Ревич Б.А. Планирование городских территорий и здоровье населения: аналитический обзор // Анализ риска здоровью. 2022. № 1. С. 157–169. DOI: 10.21668/health.risk/2022.1.17.
5. Тарасова М.А., Варенцов М.И., Степаненко В.М. Параметризации взаимодействия атмосферы с городской поверхностью: обзор и перспективы развития // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 2. C. 127–148. DOI: 10.31857/S0002351523020062.
6. Кузнецова И.Н., Брусова Н.Е., Нахаев М.И. Городской остров тепла в Москве: определение, границы, изменчивость // Метеоролог. и гидролог. 2017. № 5. С. 49–61.
7. Lokoshchenko M.A., Alekseeva L.I. Influence of meteorological parameters on the urban heat island in Moscow // Atmosphere. 2023. V. 14. P. 507. DOI: 10.3390/atmos14030507.
8. Гинзбург А.С., Докукин С.А. Влияние теплового загрязнения атмосферы на климат города (оценки с помощью модели COSMO-CLM) // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 1. С. 53–66. DOI: 10.31857/S0002351521010053.
9. Ren G. Urbanization as a major driver of urban climate change // Adv. Clim. Change Res. 2015. V. 6. P. 1–6. https://www.scipedia.com/public/Ren_2015a.
10. Wilcox E.M., Thomas R.M., Praveen P.S., Pistone K., Bender F.A.-M., Ramanathan V. Black carbon solar absorption suppresses turbulence in the atmospheric boundary layer // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 11794–11799. DOI: 10.1073/pnas.1525746113.
11. Li Z., Guo J., Ding A., Liao H., Liu J., Sun Y., Wang T., Xue H., Zhang H., Zhu B. Aerosol and boundary-layer interactions and impact on air quality // Natl. Sci. Rev. 2017. V. 4, N 6. P. 810–833. DOI: 10.1093/nsr/nwx117.
12. Clarke A.G., Willison M.J., Zeki E.M. A comparison of urban and rural aerosol composition using dichotomous samplers // Atmos. Environ. 1984. V. 18, N 9. P. 1767–1775. DOI: 10.1016/0004-6981(84)90352-4.
13. Sandrini S., van Pinxteren D., Giulianelli L., Herrmann H., Poulain L., Facchini M.C., Gilardoni S., Rinaldi M., Paglione M., Turpin B.J., Pollini F., Bucci S., Zanca N., Decesari S. Size-resolved aerosol composition at an urban and a rural site in the Po Valley in summertime: Implications for secondary aerosol formation // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16. P. 10879–10897. DOI: 10.5194/acp-16-10879-2016.
14. Михайлов Е.Ф., Иванова О.А., Власенко С.С., Небосько Е.Ю., Рышкевич Т.И. Измерения конденсационной активности ядер Айткена в пригороде Санкт-Петербурга // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2017. Т. 53, № 3. С. 370–378. DOI: 10.7868/S0002351517030099.
15. Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Рассказчикова Т.М., Симоненков Д.В. Влияние города Томска на химический и дисперсный состав атмосферного аэрозоля в приземном слое // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 6. С. 486–491.
16. Таловская А.В., Симоненков Д.В., Филимоненко Е.А., Белан Б.Д., Язиков Е.Г., Рычкова Д.А., Ильенок С.С. Исследование состава пылевого аэрозоля на фоновой и городской станциях наблюдения в Томском регионе зимой 2012/13 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 999–1005.
17. Яушева Е.П., Панченко М.В., Козлов В.С., Терпугова С.А., Чернов Д.Г. Влияние города на аэрозольные характеристики атмосферы Академгородка г. Томска в переходные сезоны // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 981–988.
18. Поддубный В.А., Полькин В.В., Сакерин С.М., Голобокова Л.П., Лужецкая А.П., Маркелов Ю.И., Дубинкина Е.С., Хуриганова О.И. Комплексный аэрозольный эксперимент на Среднем Урале. Часть 2. Характеристики аэрозоля в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 12. С. 1011–1022. DOI: 10.15372/AOO2016120.
19. Волкова К.А., Аникин С.С., Михайлов Е.Ф., Ионов Д.В., Власенко С.С., Рышкевич Т.И. Сезонная и суточная изменчивость концентраций аэрозольных частиц вблизи Санкт-Петербурга // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 5. С. 407–414. DOI: 10.15372/AOO20200511; Volkova K.A., Anikin S.S., Mihailov E.F., Ionov D.V., Vlasenko S.S., Ryshkevich T.I. Seasonal and daily variability of aerosol particle concentrations near St. Petersburg // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 5. P. 524–530.
20. Лужецкая А.П., Наговицына Е.С., Омелькова Е.В., Поддубный В.А. Временная изменчивость и взаимосвязь приземной концентрации аэрозолей PM_2,5 и аэрозольной оптической толщи по данным измерений на Среднем Урале // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 10. С. 858–867. DOI: 10.15372/AOO20221009; Luzhetskaya A.P., Nagovitsyna E.S., Omelkova E.V., Poddubny V.A. Temporal variability and relationship between surface concentration of PM_2.5 and aerosol optical depth according to measurements in the Middle Urals // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N S1. P. S133–S142.
21. Demographia. World Urban Areas (Built up Urban Areas or World Agglomerations). 20th Edition. August 2025. URL: https://www.demographia.com/db-worldua.pdf.
22. Аэрозольное загрязнение городов и его эффекты на прогноз погоды, региональный климат и геохимические процессы / под ред. Н.Е. Чубаровой. М.: МАКС Пресс, 2020. 339 с. DOI: 10.29003/m1475.978-5-317-06464-8.
23. 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.
24. Горчаков Г.И., Аникин П.П., Волох А.А., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Пономарева Т.Я., Семутникова Е.Г., Свириденков М.А., Шукуров К.А. Исследование состава задымленной атмосферы Московского региона // Докл. РАН. 2003. Т. 390, № 2. С. 251–254.
25. Горчаков Г.И., Свириденков М.А., Семутникова Е.Г., Чубарова Н.Е., Холбен Б.Н., Смирнов А.В., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Карпов А.В., Лезина Е.А., Задорожная О.С. Оптические и микрофизические характеристики аэрозоля задымленной атмосферы Московского региона в 2010 г. // Докл. РАН. 2011. Т. 437, № 5. С. 686–690.
26. Trefilova A.V., Gubanova D.P., Davydov K.A., Iordanskii M.A., Minashkin V.M., Artamonova M.S., Grechko E.I., Kuderina T.M. Сhemical composition and microphysical characteristics of atmospheric aerosol over Moscow and its vicinity in June 2009 and during the fire peak of 2010 // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2013. V. 49, N 7. P. 765–778. DOI: 10.1134/S0001433813070062.
27. Popovicheva O., Chichaeva M., Kovach R., Zhdanova E., Kasimov N. Seasonal, weekly, and diurnal black carbon in Moscow megacity background under impact of urban and regional sources // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 563. DOI: 10.3390/atmos13040563.
28. 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. P. 170315. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.170315.
29. Копейкин В.М., Емиленко А.С., Исаков А.А., Лоскутова О.В., Пономарева Т.Я. Изменчивость сажевого и субмикронного аэрозоля в Московском регионе в 2014–2016 гг. // Оптика. атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 1. C. 5–10. DOI: 10.15372/AOO20180101; Kopeikin V.M., Emilenko A.S., Isakov A.A., Loskutova O.V., Ponomareva T.Ya. Variability of soot and fine aerosol in the Moscow Region in 2014–2016 // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 3. P. 243–249.
30. Поповичева О.Б., Кистлер М., Киреева Е.Д., Персианцева Н.М., Тимофеев М.А., Шония Н.К., Копейкин В.М. Состав и микроструктура аэрозоля задымленной атмосферы г. Москвы в условиях экстремальных пожаров августа 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2017. Т. 53, № 1. С. 56–65. DOI: 10.7868/S0002351517010096.
31. Груздев А.Н., Исаков А.А. Аномалии и тренды концентрации приземного аэрозоля в Западном Подмосковье // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 4. C. 432–443. DOI: 10.31857/S0002351521040064.
32. Shukurov K., Shukurova L. Aral's potential sources of dust for Moscow region // E3S Web Conf. 2019. V. 99. P. 02015. DOI: 10.1051/e3sconf/20199902015.
33. Shukurov K.A., Simonenkov D.V., Nevzorov A.V., Rashki A., Hamzeh N.H., Abdullaev S.F., Shukurova L.M., Chkhetiani O.G. CALIOP-based evaluation of dust emissions and long-range transport of the dust from the Aral−Caspian arid region by 3D-Source Potential Impact (3D-SPI) method // Remote Sens. 2023. V. 15. P. 2819. DOI: 10.3390/rs15112819.
34. Виноградова А.А., Губанова Д.П., Иванова Ю.А. Вклад мегаполиса в аэрозольное загрязнение приземного слоя атмосферы в Московской агломерации // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2026. Т. 62, № 2. В печати.
35. 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.
36. 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.
37. Gubanova D.P., Vinogradova A.A., Lezina E.A. Spatial and temporal distribution of near-surface aerosol concentration as a factor of diversity of living conditions in the megapolis // Atmos. Ocean. Opt. 2024. V. 37, N S1. P. S105–S119. DOI: 10.1134/S1024856024701458.
38. Виноградова А.А., Губанова Д.П., Копейкин В.М. Изменчивость содержания черного углерода и аэрозолей РМ₁₀ и РМ_2,5 в приземном воздухе мегаполиса // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2024. Т. 60, № 3. С. 46–60. DOI: 10.31857/S0002351524030054.