Том 32, номер 08, статья № 8

Аннотация:

В работе по данным мониторинга озона в приземном слое воздуха в г. Томске и на Карадаге исследуется изменение его концентрации при выпадении осадков. Выявлено, что эти изменения могут быть как положительными, так и отрицательными. Наибольшие скачки содержания озона наблюдаются при выпадении фронтальных осадков. В случае внутримассовых осадков знак и величину изменения определяет суточный ход концентрации озона. Анализ показал совпадение роста концентрации озона в осадках с его увеличением в суточном ходе в 59% случаев в Томске и в 63% – на Карадаге. Совпадение волны падения концентрации в суточном ходе с ее уменьшением в осадках еще выше – 85% в Томске и 79% на Карадаге. На основе данных самолетного зондирования показано, что в ряде случаев наблюдается оседание озона из пограничного слоя при переходе температурной стратификации в осадках к нейтральной.

Ключевые слова:

атмосфера, газ, воздух, вымывание, озон, осадки, примеси, удаление

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Monks P.S., Archibald A.T., Colette A., Cooper O., Coyle M., Derwent R., Fowler D., Granier C., Law K.S., Mills G.E., Stevenson D.S., Tarasova O., Thouret V., von Schneidemesser E., Sommariva R., Wild O., Williams M.L. Tropospheric ozone and its precursors from the urban to the global scale from air quality to short-lived climate forcer // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, N 15. P. 8889–8973.
2. Хайклин Дж. Выведение газов из атмосферы аэрозольными частицами // Гетерогенная химия атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С. 171–182.
3. Nair P.R., David L.M., Aryasree A., George K.S. Distribution of ozone in the marine boundary layer of Arabian Sea prior to monsoon: Prevailing airmass and effect of aerosols // Atmos Environ. 2013. V. 74. P. 18–28.
4. Gopal K.R., Lingaswamy A.P., Arafath S.M., Bala­krishnaiah G.S., Kumari P., Devi K.U., Reddy N.S.K., Reddy K.R.O., Reddy R.R., Azeem P.A., Lal S. Sea­sonal heterogeneity in ozone and its precursors (NOx) by in-situ and model observations on semi-arid station in Anantapur (A.P), South India // Atmos. Environ. 2014. V. 84. P. 294–306.
5. Bela M.M., Longo K.M., Freitas S.R., Moreira D.S., Beck V., Wofsy S.C., Gerbig C., Wiedemann K., An­dreae M.O., Artaxo P. Ozone production and trans­port over the Amazon Basin during the dry-to-wet and wet-to-dry transition seasons // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, N 2. P. 757–782.
6. Gunthe S.S., Beig G., Sahu L.K. Study of relationship between daily maxima in ozone and temperature in an urban site in India // Curr. Sci. 2016. V. 110, N 10. P. 1994–1999.
7. Liu P.-W.G., Tsai J.-H., Lai H.C., Tsai D.-M., Li L.-W. Establishing multiple regression models for ozone sensitivity analysis to temperature variation in Taiwan // Atmos. Environ. 2013. V. 79. P. 225–235.
8. Balashov N.V., Thompson A.M., Piketh S.J., Lan­german K.E. Surface ozone variability and trends over the South African Highveld from 1990 to 2007 // J. Geophys. Res.: Atmos. 2014. V. 119, N 7. P. 4323–4342.
9. Toh Y.Y., Lim S.F., von Glasow R. The influence of meteorological factors and biomass burning on surface ozone concentrations at Tanah Rata, Malaysia // Atmos. Environ. 2013. V. 70. P. 435–446.
10. Wang Z., Sassen K. Ozone distruction in continental status clouds: An aircraft case study // J. Appl. Meteorol. 2000. V. 39, N 6. P. 875–886.
11. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Масштаб деструкции тропосферного озона в облаках // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 1. С. 43–46; Arshinov M.Yu., Belan B.D., Tol­machev G.N., Fofonov A.V. The scale of tropospheric ozone destruction in clouds // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 2. P. 106–110.
12. Jacob D. Heterogeneous chemistry and tropospheric ozone // Atmos. Environ. 2000. V. 34, N 12–14. P. 2131–2159.
13. Reichardt J., Ansmann A., Serwazi M., Weitkamp C., Michaelis W. Unexpectedly low ozone concentration in midlatitude tropospheric ice clouds: A case study // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23, N 15. P. 1929–1932.
14. Tawfik A.B., Steiner A.L. A proposed physical me­chanism for ozone-meteorology correlations using land-atmosphere coupling regimes // Atmos. Environ. 2013. V. 72. P. 50–59.
15. Melkonyan A., Wagner P. Ozone and its projection in regard to climate change // Atmos. Environ. 2013. V. 67. P. 287–295.
16. Давыдов Д.К., Белан Б.Д., Антохин П.Н., Антохина О.Ю., Антонович В.В., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Ахлестин А.Ю., Белан С.Б., Дудорова Н.В., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фазлиев А.З., Фофонов А.В. Мониторинг атмосферных параметров: 25 лет TOR-станции ИОА СО РАН // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 10. С. 845–853; Davydov D.K., Belan B.D., Аntokhin P.N., Anto­khina O.Yu., Antonovich V.V., Arshinova V.G., Ar­shinov M.Yu., Akhlyostin A.Yu., Belan S.B., Dudoro­va N.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Pestunov D.A., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fazliev A.Z., Fo­fonov A.V. Monitoring of atmospheric parameters: 25 years of the Tropospheric Ozone Research Station of the Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 2. P. 180–192.
17. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: ИОА СО РАН, 2010. 488 с.
18. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: МГУ, 1998. 480 с.
19. Коган В.Б., Фридман В.Н., Кофаров В.В. Справочник по растворимости, 1961. Т. 1, кн. 1. 380 c.
20. 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.
21. Блюм О.Б., Будак I.В., Дячук В.А., Сосонкiн М.Г., Шаврiна А.В. Приземний озон у Киевi, умови його утворення i стоку // Наук. Працi УкрНДГМI. 2002. Вип. 250. С. 68–76.
22. Ojha N., Naja M., Singh K.P., Sarangi T., Ku­mar R., Lal S., Lawrence M.G., Butler T.M., Chan­dola H.C. Variabilities in ozone at a semi-urban site in the Indo-Gangetic Plain region: Association with the meteorology and regional processes // J. Geophys. Res. 2012. V. 117, N D20301. DOI: 10.1029/2012JD017716.
23. Oyola O.I., Schneider A., Campbell J., Joseph E. Meteorological influences on tropospheric ozone over suburban Washington, DC // Aerosol Air Qual. Res. 2018. V. 18, N 5. P. 1168–1182.
24. Wang H., Lyu X., Guo H., Wang Y., Zou S., Ling Z., Wang X., Jiang F., Zeren Y., Pan W., Huang X., Shen J. Ozone pollution around a coastal region of South China Sea: Interaction between marine and continental air // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18, N 6. P. 4277–4295.
25. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Дудорова Н.В., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Исследование состава воздуха в различных воздушных массах // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 9. С. 752–759; Antokhina O.Yu., Аntokhin P.N., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Be­lan S.B., Davydov D.K., Dudorova N.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Si­monenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Study of the composition of air masses of different types // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 1. P. 72–79.
26. Хромов С.П. Основы синоптической метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1948. 700 с.
27. Белан Б.Д., Заде Г.О., Плотников А.П., Рассказчикова Т.М., Скляднева Т.К. Изменение состава воздуха при прохождении атмосферных фронтов // Метеорол. и гидрол. 1999. № 11. C. 34–39.
28. Белан Б.Д., Скляднева Т.К. Суточный ход концентрации приземного озона в районе г. Томска // Метеорол. и гидрол. 2001. № 5. С. 50–60.
29. Лапченко В.А., Звягинцев А.М. Малые газовые составляющие атмосферы в Карадагском природном заповеднике в Крыму // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 178–181; Lapchenko V.A., Zvya­gintsev A.M. Trace atmospheric gases in the Karadag nature reserve in Crimea // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 4. P. 308–311.
30. Шалыгина И.Ю., Кузнецова И.Н., Звягинцев А.М., Лапченко В.А. Приземный озон на побережьях Балканского полуострова и Крыма // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 515–523.
31. Pregger T., Friedrich R. Effective pollutant emission heights for atmospheric transport modeling based on real-world information // Environ. Pollut. 2009. V. 157, N 2. P. 552–560.
32. Pozzer A., Jockel P., Van Ardenne J. The influence of the vertical distribution of emissions on tropospheric chemistry // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 24. P. 9417–9432.
33. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Бе­лан С.Б., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Краснов О.А., Пестунов Д.А., Праслова О.В., Фофонов А.В., Inoue G., Machida Т., Maksutov Sh.Sh., Shimoya­ma Ko., Sutoh H. Применение самолета Ан-2 для исследования состава воздуха в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 8. С. 714–720.
34. Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Краснов О.А., Праслова О.В., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Суточная динамика вертикального распределения озона в пограничном слое атмосферы в районе Томска // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 8. С. 665–672.
35. Kalabokas P.D., Thouret V., Cammas J.-P., Volz-Tho­mas A., Boulanger D., Reparis C.C. The geographical distribution of meteorological parameters associated with high and low summer ozone levels in the lower troposphere and the boundary layer over the eastern Mediterranean (Cairo case) // Tellus B. 2015. V. 67. P. 27853. [Electronic resource]. URL: http://dx.doi.org/10.3402/tellusb.v67.27853.
36. Боровиков A.М., Гайворонский И.И., Зак Е.Г., Кос­тарев В.В., Мазин И.П., Минервин В.Е., Хргиан А.X., Шметер С.М. Физика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 459 с.
37. Wonaschuetz A., Sorooshian A., Ervens B., Chuang P.Y., Feingold G., Murphy S.M., de Gouw J., Warneke C., Jonsson H.H. Aerosol and gas re-distribution by shallow cumulus clouds: An investigation using airborne measurements // J. Geophys. Res. 2012. V. 117, N D17202. DOI: 10.1029/2012JD018089.
38. Croft B., Lohmann U., Martin R.V., Stier P., Wurz­ler S., Feichter J., Hoose C., Heikkila U., van Don­kelaar A., Ferrachat S. Influences of in-cloud aerosol scavenging parameterizations on aerosol concentrations and wet deposition in ECHAM5-HAM // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 4. P. 1511–1543.
39. Elperin T., Fominykh A., Krasovitov B., Vikhansky V. Effect of rain scavenging on altitudinal distribution of soluble gaseous pollutants in the atmosphere // At­mos. Environ. 2011. V. 45, N 14. P. 2427–2433.
40. Duhanyan N., Roustan Y. Below-cloud scavenging by rain of atmospheric gases and particulates // Atmos. Environ. 2011. V. 45, N 39. P. 7201–7217.
41. Paramonov M., Gronholm T., Virkkula A. Below-cloud scavenging of aerosol particles by snow at an urban site in Finland // Boreal Environ. Res. 2011. V. 16, N 4. P. 304–320.
42. Crawford J., Olson J., Davis D., Chen G., Barrick J., Shetter R., Lefer B., Jordan C., Anderson B., Clarke A., Sachse G., Blake D., Singh H., Sandolm S., Tan D., Kondo Y., Avery M., Flocke F., Eisele F., Mauldin L., Zondlo M., Brune W., Harder H., Martinez M., Tal­bot R., Bandy A., Thornton D. Clouds and trace gas distributions during TRACE-P // J. Geophys. Res. 2003. V. 108, N D21. P. 8818. DOI: 10.1029/2002JD003177.
43. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.С., Козлов В.С., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сафатов А.С., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В., Шама­наев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория АН-30 «Оптик-Э»: 20 лет исследований окружающей среды // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 950–957.
44. Gerken T., Wei D., Chase R.J., Fuentes J.D., Schu­macher C., Machado L.A.T., Andreoli R.V., Chame­cki M., Ferreira de Souza R.A., Freire L.S., Jar­dine A.B., Manzi A.O., Nascimento dos Santos R.M., von Randow C., Costa P.S., Stoy P.C., Tota J., Trow­bridge A.M. Downward transport of ozone rich air and implications for atmospheric chemistry in the Amazon rainforest // Atmos. Environ. 2016. V. 124. P. 64–76.