Том 31, номер 09, статья № 9

Аннотация:

По данным многолетнего мониторинга на TOR-станции рассчитаны средние значения концентрации газовых и аэрозольных компонент в разных воздушных массах в районе г. Томска. Показано, что для СО₂ и СН₄ характерно уменьшение концентрации от арктической до тропической воздушной массы. Для озона наблюдается обратная картина: наибольшие значения фиксируются в тропической воздушной массе, наименьшие – в арктической. У таких газов, как СО и SO₂, характер распределения более сложный.

Ключевые слова:

атмосфера, аэрозоль, воздушная масса, газ, концентрация, содержание, состав

Список литературы:

1. Хромов С.П. Основы синоптической метеорологии. Л.: Гидрометиздат, 1948. 700 с.
2. Зуев В.Е., Белан Б.Д., Задде Г.О. Оптическая погода. Новосибирск: Наука, 1990. 192 с.
3. Белан Б.Д., Задде Г.О., Кусков А.И., Рассказчикова Т.М. Спектральная прозрачность атмосферы в основных синоптических объектах // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 9. С. 1187–1197.
4. Белан Б.Д., Задде Г.О., Кусков А.И. Пространственная изменчивость спектральной прозрачности атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 10. С. 1420–1422.
5. Law R.M., Steele L.P., Krummel P.B., Zahorow-ski W. Synoptic variations in atmospheric CO₂ at Cape Grim: A model intercomparison // Tellus B. 2010. V. 62, N 5. P. 810–820.
6. Klavins M., Rodinov V. Influence of large-scale atmospheric circulation on climate in Latvia // Boreal Environ. Res. 2010. V. 15, N 6. P. 533–543.
7. Zhang J., Wu L., Huang G., Notaro M. Relationships between large-scale circulation patterns and carbon dioxide exchange by a deciduous forest // J. Geophys. Res. 2011. V. 116, N D4. P. 1–13.
8. Pope R.J., Savage N.H., Chipperfield M.P., Arnold S.R., Osborn T.J. The influence of synoptic weather regimes on UK air quality: Analysis of satellite column NO₂ // Atmos. Sci. Lett. 2014. V. 15, N 3. P. 211–217.
9. Pace L., Boccacci L., Casilli M., Di Carlo P., Fattorini S. Correlations between weather conditions and airborne pollen concentration and diversity in a Mediterranean high-altitude site disclose unexpected temporal patterns // Aerobiology. 2018. V. 34, N 1. P. 75–87.
10. Звягинцев А.М., Какаджанова Г., Тарасова О.А. Влияние направлений переноса воздушных масс на сезонный ход концентраций малых газовых составляющих атмосферы в Европе // Метеорол. и гидрол. 2010. № 7. С. 18–28.
11. Coumou D., Lehmann J., Beckmann J. The weakening summer circulation in the Northern Hemisphere mid-latitudes // Science. 2015. V. 348, N 6232. P. 324–327.
12. Perez I.A., Sanchez M.L., Garcia M.A., Pardo N. An experimental relationship between airflow and carbon dioxide concentrations at a rural site // Sci. Total Environ. 2015. V. 533. P. 432–438.
13. Fu J., Wang B., Chen Y., Ma Q. The influence of continental air masses on the aerosols and nutrients deposition over the western North Pacific // Atmos. Environ. 2018. V. 172. P. 1–11.
14. Flocas H., Kelessis A., Helmis C., Petrakakis M., Zoumakis M., Pappas K. Synoptic and local scale atmospheric circulation associated with air pollution episodes in an urban Mediterranean area // Theor. Appl. Climatol. 2009. V. 95, N 3–4. P. 265–277.
15. Ситнов С.А., Мохов И.И., Горчаков Г.И., Джола А.В. Дымная мгла на европейской части России летом 2016 г.: связь с лесными пожарами в Сибири и аномалиями атмосферной циркуляции // Метеорол. и гидрол. 2017, № 8, С. 50–63.
16. Dayan U., Levy I. Relationship between synoptic-scale atmospheric circulation and ozone concentrations over Israel // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N D24. P. 1–12.
17. Diem J.E., Hursey M.A., Morris I.R., Murray A.C., Rodriguez R.A. Upper-level atmospheric circulation Patterns and ground-level ozone in the Atlanta Metropolitan area // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2010. V. 49, N 11. P. 2185–2196.
18. Zhang Y., Mao H., Ding A., Zhou D., Fu C. Impact of synoptic weather patterns on spatio-temporal variation in surface O₃ levels in Hong Kong during 1999–2011 // Atmos. Environ. 2013. V. 73. P. 41–50.
19. Demuzere M., Trigo R.M., Vila-Guerau de Arellano J., Lipzig N.P.M. The impact of weather and atmospheric circulation on O₃ and PM₁₀ levels at a rural mid-latitude site // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 8. P. 2695–2714.
20. Dharshana K.G.T., Kravtsov S., Kahl J.D.W. Relationship between synoptic weather disturbances and particulate matter air pollution over the United States // J. Geophys. Res. 2010. V. 115, N D24. P. 1–16.
21. Flaounas E., Kotroni V., Lagouvardos K., Kazad-zis S., Gkikas A., Hatzianastassiou N. Cyclone contribution to dust transport over the Mediterranean region // Atmos. Sci. Lett. 2015. V. 16, N 4. P. 473–478.
22. MeGregor G.R., Bamzelis D. Synoptic typing and its application to the investigation of weather air pollution relationships, Birmingham, United Kingdom // Theor. Appl. Climatol. 1995. V. 51, N 4. P. 223–236.
23. Fleming Z.L., Monks P.S., Manning A.J. Review: Untangling the influence of air-mass history in interpreting observed atmospheric composition // Atmos. Res. 2012. V. 104–105, N 1. P. 1–39.
24. Orbe C., Holzer M., Polvani L.M., Waugh D. Air-mass origin as a diagnostic of tropospheric transport // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118, N 3. P. 1459–1470.
25. Freitag S., Clarke A.D., Howell S.G., Kapustin V.N., Campos T., Brekhovskikh V.L., Zhou J. Combining airborne gas and aerosol measurements with HYSPLIT: A visualization tool for simultaneous evaluation of air mass history and back trajectory consistency // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7, N 1. P. 107–128.
26. Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Недэлэк Ф., Paris J.-D., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Крупномасштабные исследования газового и аэрозольного состава воздуха над Сибирским регионом // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 3. С. 232–239.
27. Еланский Н.Ф., Мохов И.И., Беликов И.Б., Березина Е.В., Елохов А.С., Иванов В.А., Панкратова Н.В., Постыляков О.В., Сафронов А.Н., Скороход А.И., Шумский Р.А. Газовые примеси в атмосфере над Москвой летом 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 472, № 6. С. 729–738.
28. Звягинцев А.М., Блюм О.Б., Глазкова А.А., Котельников С.Н., Кузнецова И.Н., Лапченко В.А., Лезина Е.А., Миллер Е.А., Миляев В.А., Попиков А.П., Семутникова Е.Г., Тарасова О.А., Шалыгина И.Ю. Загрязнение воздуха на европейской части России и Украине в условиях жаркого лета 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 472, № 6. С. 757–766.
29. Фокеева Е.В., Сафронов А.Н., Ракитин В.С., Юрганов Л.Н., Гречко Е.И., Шумский Р.А. Исследование влияния пожаров в июле–августе 2010 г. на загрязнение окисью углерода атмосферы Москвы и окрестностей // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 739–756.
30. Кашин Ф.В., Арефьев В.Н., Сизов Н.И., Акименко Р.М., Упэнэк Л.Б. Фоновая составляющая окиси углерода в приземном воздухе (станция мониторинга «Обнинск») // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2016. Т. 52, № 3. С. 281–287.
31. Antokhin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Ivlev G.A., Fofonov A.V., Kozlov A.V., Paris J.-D., Nedelec P., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N. Distribution of trace gases and aerosols in the troposphere over Siberia during wildfires of summer 2012 // J. Geophys. Res.: Atmos. 2018. V. 123, N 4. P. 2285–2297.
32. Lee T.R., De Wekker S.F.J., Andrews A.E., Kofler J., Williams J. Carbon dioxide variability during cold front passages and fair weather days at a forested mountaintop site // Atmos. Environ. 2012. V. 46, N 1. P. 405–416.
33. Hu X.M., Klein P.M., Xue M., Shapiro A., Nallapareddy A. Enhanced vertical mixing associated with a nocturnal cold front passage and its impact on near-surface temperature and ozone concentration // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118, N 7. P. 2714–2728.
34. Scott G.M., Diab R.D. Forecasting air pollution potential: A synoptic climatological approach // J. Air Waste Manag. Assoc. 2000. V. 50, N 10. P. 1831–1842.
35. Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Рассказчикова Т.М., Рогов А.Н., Толмачев Г.Н. Изменение концентрации озона в приземном слое воздуха при прохождении атмосферных фронтов // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 4. С. 625–631.
36. Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Воронцова Е.В., Задде Г.О., Рассказчикова Т.М., Семьянова О.И., Скляднева Т.К. Динамика аэрозоля при прохождении атмосферных фронтов // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10, № 7. С. 813–819.
37. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Рассказчикова Т.М., Фофонов А.В., Inoue G., Machida Т., Shimoyama Ko., Maksutov Sh.Sh. Изменения концентрации СО₂ на территории Западной Сибири при прохождении атмосферных фронтов в разные сезоны года // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 1. С. 24–31
38. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Зуев В.В., Зуев В.Е., Ковалевский В.К., Лиготский А.В., Мелешкин В.Е., Панченко М.В., Покровский Е.В., Рогов А.Н., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н. TOR-станция мониторинга атмосферных параметров // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 8. С. 1085–1092.
39. Le Quéré C., Andrew R.N., Friedlingstein P., Sitch S., Pongratz J., Manning A.C., Korsbakken J.I., Peters G.P., Canadell J.G., Jackson R.B., Boden T.A., Tans P.P., Andrews O.D., Arora V.K., Bakker D.C.E., Barbero L., Becker M., Betts R.A., Bopp L., Chevallier C., Chini L.P., Ciais P., Cosca C.E., Cross J., Currie K., Gasser T., Harris I., Hauck J., Haverd V., Houghton R.A., Hunt C.W., Hurtt G., Ilyina T., Jain A.K., Kato E., Kautz M., Keeling R.F., Goldewijk K.K., Körtzinger A., Landschützer P., Lefèvre N., Lenton A., Lienert S., Lima I., Lombardozzi D., Metzl N., Millero F., Monteiro P.M.S., Munro D.R., Nabel J.E.M.S., Nakaoka S., Nojiri Y., Padin X.A., Peregon A., Pfeil B., Pierrot D., Poulter B., Rehder G., Reimer J., Rödenbeck C., Schwinger J., Séférian R., Skjelvan I., Stocker B.D., Tian H., Tilbrook B., Tubiello F.N., van der Laan-Luijkx I.T., van der Werf G.R., van Heuven S., Viovy N., Vuichard N., Walker A.P., Watson A.J., Wiltshire A.J., Zaehle S., Zhu D. Global carbon budget 2017 // Earth Syst. Sci. Data. 2018. V. 10, N 1. P. 405–448.
40. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Yusupov V., Kosmach D., Gustafsson O. Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf // Science. 2010. V. 327, N 5970. P. 1246–1250.
41. Semiletov I.P., Shakhova N.E., Sergienko V.I., Pipko I.I., Dudarev O.V. On carbon transport and fate in the East Siberian Arctic land–shelf–atmosphere system // Environ. Res. Lett. 2012. V. 7, N 1. 13 p.
42. Hartery S., Commane R., Lindaas J., Sweeney C., Henderson J., Mountain M., Steiner N., McDonald K., Dinardo S.J., Miller C.E., Wofsy S.C., Chang R.Y.-W. Estimating regional-scale methane flux and budgets using CARVE aircraft measurements over Alaska // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18, N 1. P. 185–202.
43. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Nedelec Ph., Paris J.-D.., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Вертикальное распределение газовых и аэрозольных примесей воздуха над российским сектором Арктики // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1043–1052; Antokhina O.Yu., Antokhin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Nédélec P., Paris J.-D., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Vertical Distributions of Gaseous and Aerosol Admixtures in Air over the Russian Arctic // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 3. P. 300–310.
44. Strode S.A., Pawson S. Detection of carbon monoxide trends in the presence of interannual variability // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118, N 21. P. 12257–12273.
45. Zhou Y., Mao H., Demerjian K., Hogrefe C., Liu J. Regional and hemispheric influences on temporal variability in baseline carbon monoxide and ozone over the Northeast US // Atmos. Environ. 2017. V. 164. P. 309–324.
46. Штабкин Ю.А., Моисеенко К.Б., Скороход А.И., Васильева А.В., Хайманн М. Источники и вариации тропосферного CO в Центральной Сибири: численные эксперименты и наблюдения на высотной мачте ZOTTO // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2016. Т. 52, № 1. С. 51–63.
47. El Amraoui L., Attié J.-L., Ricaud P., Lahoz W.A., Piacentini A., Peuch V.-H., Warner J.X., Abida R., Barré J., Zbinden R. Tropospheric CO vertical profiles deduced from total columns using data assimilation: Methodology and validation // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7, N 9. P. 3035–3057.
48. Park K., Emmons L.K., Wang Z., Mak J.E. Joint application of concentration and δ 18 O to investigate the global atmospheric CO budget // Atmosphere. 2015. V. 6, N 5. P. 547–578.
49. Vestreng V., Myhre G., Fagerli H., Reis S., Tarrason L. Twenty-five years of continuous sulphur dioxide emission reduction in Europe // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7, N 13. P. 3663–3681.
50. Smith S.J., van Aardenne J., Klimont Z., Andres R.J., Volke A., Arias S.D. Anthropogenic sulfur dioxide emissions: 1850–2005 // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 3. P. 1101–1116.
51. Henschel S., Querol X., Atkinson R., Pandolfi M., Zeka A., Le Tertre A., Analitis A., Katsouyanni K., Chanel O., Pascal M., Bouland C., Haluza D., Medi-na S., Goodman P.G. Ambient air SO₂ patterns in 6 European cities // Atmos. Environ. 2013. V. 79. P. 236–247.
52. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2010. 488 с.
53. Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Зависимость образования озона в приземном слое от температуры воздуха // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 11. С. 971–979; Belan B.D., Savkin D.E., Tolmachev G.N. Air – Temperature Dependence of the Ozone Generation Rate in the Surface Air Layer // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 2. P. 187–196.