Том 37, номер 01, статья № 10

Аннотация:

На основе многолетних исследований в акватории Карского моря (11 экспедиций в 2007–2022 гг.) впервые представлено статистическое обобщение характеристик атмосферного аэрозоля: объемного содержания субмикронного и грубодисперсного аэрозоля (V_f и V_с), массовой концентрации черного углерода (еВС) и спектральной аэрозольной оптической толщи (АОТ) атмосферы. В среднем пространственном распределении хорошо проявилось повышенное содержание субмикронного и поглощающего аэрозоля в юго-западной части Карского моря и минимальное содержание – в северной. Различие средних V_f и еВС в этих районах составляет 30–60%. Средние значения характеристик аэрозоля для всего Карского моря составили: АОТ атмосферы (0,5 мкм) – 0,043 при показателе Ангстрема 0,8; еВС – 22,8 нг/м³; V_f и V_с – 0,26 и 1,39 мкм³/см³ соответственно. Показано, что средние V_f и еВС над Карским морем занимают промежуточное положение между соответствующими значениями, полученными на полярной станции «Мыс Баранова» и в Баренцевом море.

Ключевые слова:

арктическая атмосфера, аэрозоль, черный углерод, Карское море

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Kondratyev K.Ya., Ivlev L.S., Krapivin V.F., Varotsos C.A. Atmospheric aerosol properties, formation processes, and impacts: From nano- to global scales. Chichester: Springer/PRAXIS, 2006. 572 p.
2. Лисицын А.П. Современные представления об осадкообразовании в океанах и морях. Океан как природный самописец взаимодействия геосфер Земли // Мировой океан. Т. 2. Физика, химия и биология океана. Осадкообразование в океане и взаимодействие геосфер Земли. М.: Научный мир, 2014. C. 331–571.
3. Stohl A. Characteristics of atmospheric transport into the Arctic troposphere // J. Geophys. Res. 2006. V. 111, N D11306. DOI: 10.1029/2005JD006888.
4. Wang Q., Jacob D.J., Fisher J.A., Mao J., Leibensperger E.M., Carouge C.C., Le Sager P., Kondo Y., Jimenez J.L., Cubison M.J., Doherty S.J. Sources of carbonaceous aerosols and deposited black carbon in the Arctic in winter-spring: Implications for radiative forcing // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 12453–12473.
5. Stohl A., Klimont Z., Eckhardt S., Kupiainen K., Shevchenko V.P., Kopeikin V.M., Novigatsky A.N. Black carbon in the Arctic: The underestimated role of gas flaring and residential combustion emissions // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 8833–8855.
6. Виноградова А.А., Пономарева Т.Я. Атмосферный перенос антропогенных примесей в арктические районы России (1986–2010) // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 6. C. 475–483; Vinogradova A.A., Ponomareva T.Ya. Atmospheric transport of anthropogenicimpurities to the Russian Arctic (1986–2010) // Atmos. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 6. P. 414–422.
7. Виноградова А.А., Васильева А.В. Черный углерод в воздухе северных районов России: источники, пространственные и временные вариации // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. C. 467–475; Vinogradova A.A., Vasileva A.V. Black carbon in air over northern regions of Russia: Sources and spatiotemporal variations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 533–541.
8. Physics and Chemistry of the Arctic Atmosphere / Ed. by Alexander Kokhanovsky and Claudio Tomasi. Springer, 2020, 717 p.
9. Asmi E., Kondratyev V., Brus D., Laurila T., Lihavainen H., Backman J., Vakkari V., Aurela M., Hatakka J., Viisanen Y., Uttal T., Ivakhov V., Makshtas A. Aerosol size distribution seasonal characteristics measured in Tiksi, Russian Arctic // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16.  P. 1271–1287.  DOI:  10.5194/acp-16-1271-2016.
10. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Чернов Д.Г., Лоскутова М.А., Ризе Д.Д., Турчинович Ю.С. Результаты пятилетнего цикла измерений характеристик аэрозоля на полярной станции «Мыс Баранова» (2018–2022 гг.) // Сб. тр. «МСАРД-2023». Санкт-Петербург, 21–23 июня 2023 (в печати).
11. Кабанов Д.М., Масловский А.С., Радионов В.Ф., Сакерин С.М., Чернов Д.Г., Cидорова О.Р. Сезонная и межгодовая характеристика аэрозоля по данным многолетних (2011–2021 гг.) измерений в Российском научном центре на архипелаге Шпицберген // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 6. С. 433–442.
12. Шевченко В.П., Копейкин В.М., Новигатский А.Н., Малафеев Г.В. Черный углерод в приводном слое атмосферы над Северной Атлантикой и морями Российской Арктики в июле–сентябре 2017 г. // Океанология. 2019. Т. 59, № 5. С. 771–776. DOI: 10.31857/ S0030-1574595771-776.
13. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Makarov V.I., Polkin V.V., Popova S.A., Chankina O.V., Pochufarov A.O., Radionov V.F., Rize D.D. Spatial distribution of atmospheric aerosol physicochemical characteristics in Russian sector of the Arctic Ocean // Atmosphere. 2020. V. 11, N 11. P. 1170. DOI: 10.3390/atmos1111170.
14. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Калашникова Д.А., Круглинский И.А., Макаров В.И., Новигатский А.Н., Полькин В.В., Попова С.А., Почуфаров А.О., Симонова Г.В., Турчинович Ю.С., Шевченко В.П. Результаты измерений характеристик аэрозоля в 80-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» на маршруте от Балтийского моря до Баренцева моря // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 7. C. 515–523; Sakerin S.M., Kabanov D.M., Kalashnikova D.A., Kruglinsky I.A., Makarov V.I., Novigatinsky A.N., Polkin V.V., Popova S.A., Pochufarov A.O., Simonova G.V., Turchinovich Yu.S., Shevchenko V.P. Measurements of aerosol physicochemical characteristics in the 80th Cruise of RV Akademik Mstislav Keldysh on the route from the Baltic to Barents Sea // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 5. P. 455–463. DOI: 10.1134/S1024856021050195.
15. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Калашникова Д.А., Кравчишина М.Д., Круглинский И.А., Макаров В.И., Попова С.А., Почуфаров А.О., Симонова Г.В., Турчинович Ю.С., Дарьин Ф.А. Пространственно-временная изменчивость характеристик атмосферного аэрозоля над Карским, Баренцевым, Норвежским и Гренландским морями (экспедиции 2018–2021 гг.) // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 6. С. 447–455; Sakerin S.M., Kruglinsky I.A., Kabanov D.M., Kalashnikova D.A., Kravchishina M.D., Makarov V.I., Novigatinsky A.N., Popova S.A., Pochu­farov A.O., Simonova G.V., Turchinovich Yu.S., Darin F.A. Spatiotemporal variations in atmospheric aerosol characteristics over the Kara, Barents, Norwegian, and Greenland Seas (2018–2021 expeditions) // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 34, N 6. P. 651–660. DOI: 10.1134/S1024856022060203.
16. 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.
17. Зенкова П.Н., Чернов Д.Г., Шмаргунов В.П., Панченко М.В., Белан Б.Д. Субмикронный аэрозоль и поглощающее вещество в тропосфере российского сектора Арктики по данным измерений самолета-лаборатории Ту-134 «Оптик» в 2020 г. // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 11. С. 882–890; Zenkova P.N., Chernov D.G., Shmargunov V.P., Panchenko M.V., Belan B.D. Submicron aerosol and absorbing substance in the troposphere of the Russian Sector of the Arctic according to measurements onboard the Tu-134 Optik aircraft laboratory in 2020 // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 1. P. 43–51.
18. Bond T.C., Streets D.G., Yarber K.F., Nelson S.M., Woo J.-H., Klimont Z. A technology-based global inventory of black and organic carbon emissions from combustion // J. Geophys. Res. 2004. V. 109, N D14203. DOI: 10.1029/2003JD003697.
19. Huang K., Fu J.S., Prikhodko V.Y., Storey J.M., Romanov A., Hodson E.L., Cresko J., Morozova I., Ignatieva Y., Cabaniss J. Russian anthropogenic black carbon: Emission reconstruction and Arctic black carbon simulation // J. Geophys. Res.: Atmos. 2015. V. 120. P. 11. 306–333. DOI: 10.1002/2015JD023358.
20. Виноградова А.А., Иванова Ю.А. Перенос воздушных масс и загрязнений к арктическим островам России (1986–2016): долговременные, межгодовые и сезонные вариации // Геофизические процессы и биосфера. 2017. Т. 16, № 4. С. 5–20. DOI: 10.21455/GPB2017.4-1.
21. Gelaro R., McCarty W., Suárez M.J., Todling R., Molod A., Takacs L., Randles C.A., Darmenov A., Bosilovich M.G., Reichle R., Wargan K., Coy L., Cullather R., Draper C., Akella S., Buchard V., Conaty A., da Silva A.M., 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. Climate. 2017. V. 30, N 14. P. 5419–5454. DOI: 10.1175/JCLI-D-16-0758.1.
22. Kozlov V.S., Shmargunov V.P., Panchenko M.V. Modified aethalometer for monitoring of black carbon concentration in atmospheric aerosol and technique for correction of the spot loading effect // Proc. SPIE. 2016. Р. 1003530. DOI: 10.1117/12.2248009.
23. Petzold A., Ogren J.A., Fiebig M., Laj P., Li S.-M., Baltensperger U., Holzer-Popp T., Kinne S., Pappalardo G., Sugimoto N., Wehrli C., Wiedensohler A., Zhang X.-Y. Recommendations for reporting “black carbon” measurements // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 8365–8379.
24. OriginLab – Origin and OriginPro – Data Analysis and Graphing Software. URL: https://www.originlab.com/  (last access: 19.06.2023).
25. Global Modeling and Assimilation Office (GMAO), MERRA-2 tavgM_2d_aer_Nx: 2d, Monthly mean, Time-averaged, Single-Level, Assimilation, Aerosol Diagnostics V5.12.4, Greenbelt, MD, USA, Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC). 10.5067/FH9A0MLJPC7N (last access: 14.06.2023).
26. Air Resources Laboratory – HYSPLIT – Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model. URL: https://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT.php (last access: 16.06.2023).
27. FIRMS Fire Information for Resource Management System. URL: https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov (last access: 15.06.2023).