Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2021 номер 6

Анализ спутниковых данных и данных реанализа свидетельствует о связи пирогенных эмиссий NO₂ с атмосферными блокированиями. Согласно полученным оценкам для периода 2001-2019 гг. при увеличении интегрального индекса блокирования на 10% суммарные выбросы NO₂ в атмосферу при лесных пожарах на территории России увеличиваются на 0,7 млн т. На фоне общего уменьшения пирогенной эмиссии NO₂ в 2001-2019 гг. выявлен статистически значимый рост плотности эмиссии NO₂ на единицу площади на 23%. При этом отмечено уменьшение суммарной эмиссии NO₂ при лесных пожарах относительно соответствующих выбросов угарного газа и мелкодисперсного аэрозоля.

Рассмотрены сезонные изменения элементного состава приземного аэрозоля в Москве летом и осенью 2019 г., а также зимой и весной 2020 г. Выявлено, что приземный аэрозоль значительно обогащен серой, тяжелыми металлами и металлоидами (Cu, Zn, Cd, Sb, Pb, Bi и др.). Определены массовые концентрации, массовое процентное содержание и коэффициенты обогащения элементов в аэрозольных частицах, сопоставлены данные для разных сезонов. Распределение элементов в приземном аэрозоле в различных районах мегаполиса неоднородно, что связано со спецификой локальных источников, подстилающей поверхности и ветрового режима разных районов города. Наибольшие концентрации ряда терригенных и антропогенных элементов выявлены в центральном округе Москвы. Обсуждаются причины сезонной изменчивости элементного состава приземного аэрозоля Московского мегаполиса и возможные источники элементов в составе аэрозольных частиц.

Исследовано разнообразие спорообразующих бактерий, выделенных из высотных и приземных проб аэрозолей в ходе мониторинга биогенной компоненты атмосферного воздуха юга Западной Сибири. В период с октября по декабрь 2016 г. зафиксировано значительное преобладание спорообразующих бактерий над представителями других групп микроорганизмов. Из образцов аэрозолей в указанное время наблюдения изолировано 62 жизнеспособных культуры бактерий, образующих эндоспоры, изучены их морфологические, физиологические и биохимические признаки, проведена геномная идентификация, определена ферментативная активность. Выделены и охарактеризованы бактериальные культуры, идентифицированные как относящиеся к родам Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus, Lysinibacillus и др., обладающие биотехнологически значимой протеолитической, амилолитической, фосфатазной, липолитической, нуклеазной активностью.

Рассматриваются первые результаты исследования проб атмосферного аэрозоля Среднего Урала с помощью времяпролетного масс-спектрометра вторичных ионов. Обсуждается отбор проб аэрозоля аспирационным методом на фильтры КФБЖ и АФА. Проанализированы трудности, проявившиеся при проведении масс-спектрометрии «напрямую», т.е. без предварительной пробоподготовки. На основании полученных результатов масс-спектрометрии и оптической микроскопии поверхности фильтров рассматриваются дальнейшие перспективы их использования для пробоотбора аэрозольных микрочастиц.

Исследовано влияние ограничительных мер, принятых в Новосибирске весной 2020 г., на состав малых газовых составляющих и органического аэрозоля в атмосфере новосибирского Академгородка. Изучено содержание газообразных компонентов: формальдегида, ацетальдегида, бензальдегида, акролеина и замещенных ароматических альдегидов, а также соответствующих карбоновых кислот и соединений перекисной природы до и после введения ограничений, перед началом вегетационного периода, т.е. при минимальном поступлении биогенных веществ в атмосферу. Выявлены различия в суточном ходе и составе гидроперекисных соединений при ослаблении мощности антропогенных источников. Показана роль гидроперекисей в инициировании перехода газ-частица. Параллельно были измерены концентрации аэрозольных частиц нанометровых размеров и изучены изменения в их химическом составе. Для объяснения наблюдаемых изменений в составе органического аэрозоля проведено кинетическое моделирование стадий образования конденсирующихся продуктов. Резкое уменьшение мощности антропогенных источников позволило выявить и охарактеризовать вклад биогенной составляющей в образование атмосферного аэрозоля, а также описать механизм этого процесса.

Разработана эмпирическая модель стратификации функции распределения сальтирующих алевритовых и песчаных частиц по размерам по данным измерений дифференциальных счетных концентраций в диапазоне от 30 до 330 мкм с аппроксимацией функции распределения суммой двух логнормальных распределений. Получены аппроксимации вертикальных профилей параметров распределений в слое от 0 до 15 см. Выполнено сопоставление вертикальных профилей модального размера крупных частиц в слое сальтации от 3 до 15 см и в приземном слое атмосферы от 0,125 до 16 м по данным измерений в Аральском регионе.

Исследованы адсорбционные и фотосорбционные свойства частиц осажденного на стенки реактора аэрозоля из минерала циркона (ZrSiO₄) в условиях, близких к условиям тропосферы. Физико-химические характеристики аэрозоля определены методом спектроскопии диффузного отражения. Проведен анализ состава адсорбированного слоя, формируемого в условиях тропосферы. Изучены кинетические закономерности десорбции СО₂ и адсорбции О₂ в темноте и под действием освещения. Определены квантовые выходы и спектральные зависимости квантовых выходов процессов фотодесорбции и фотоадсорбции.

Для территории города, подверженной воздействию предприятий угледобычи (г. Междуреченск, Кемеровская обл.), проводится анализ дорожной (уличной) пыли методом каппаметрии. Определяется магнитная восприимчивость (МВ) пыли разных фракций. Изучается минеральный состав пыли. Для сравнения определяются показатели МВ образцов почв. Анализ химических элементов группы железа в дорожной пыли (фракция < 1 мм) установил положительную значимую корреляцию МВ пыли c содержанием в ней Fe, Co, Cr. Измерение МВ дорожной пыли методом каппаметрии позволяет быстро оценивать уровень загрязнения территории города тяжелыми металлами группы железа и может быть рекомендовано для мониторинговых работ.

Предложен новый метод определения скорости испарения одиночной капли при нагреве лучистым тепловым потоком заданной интенсивности. Разработаны новый способ и экспериментальная установка для исследования динамики испарения кластера монодисперсных капель жидкости при гравитационном осаждении в высокотемпературной газовой среде. С использованием предложенных методов проведены экспериментальные исследования закономерностей испарения одиночной капли и кластера капель жидкости. Проанализировано влияние нагрева лучистым и конвективным тепловым потоком на динамику испарения одиночной неподвижной капли. Обнаружено влияние показателя поглощения жидкости на скорость испарения одиночной капли при лучистом нагреве. Изучены особенности испарения кластера капель, движущихся в высокотемпературной газовой среде. Показано, что скорость испарения кластера капель зависит от количества и начальной концентрации капель в кластере.

Приведены результаты исследования эмиссии пыльцы 32 анемофильных видов растений в атмосферу. Оценена доля кластеров из двух или более пыльцевых зерен от суммарного числа пыльцевых частиц, поступающих в атмосферу. Показано, что, несмотря на наличие у анемофильных растений морфологических особенностей, препятствующих образованию кластеров, подобные кластеры в значительных количествах образовывались во всех сериях опытов. Доля пыльцевых кластеров варьировалась от 6,8 до 66,1% от общего числа пыльцевых частиц; доля пыльцевых зерен в составе кластеров варьировалась от 15,3 до 94,8%.

Рассматриваются эмпирические взаимосвязи скорости трения (динамической скорости) со скоростью горизонтального ветра для различных условий (по времени суток, по сезонам года, по типу стратификации, по месту и высоте измерений). Исходные экспериментальные данные для определения таких взаимосвязей получены ультразвуковыми метеостанциями, работающими в приземном слое атмосферы в различных пунктах наблюдения.

Исследованы синоптические пространственно-временные вариации зенитной тропосферной задержки спутниковых радиосигналов в интервале от 3 до 60 сут по данным дистанционного зондирования тропосферы сетью GPS-приемников ГЛОНАСС за 2012-2015 гг. Найдены основные моды синоптических вариаций, построены эмпирические распределения их амплитуд, фазовых скоростей и пространственных масштабов. Найдены сезонные зависимости этих параметров. С помощью независимых данных метеостанций и реанализа ERA5 показано, что вариации зенитной тропосферной задержки радиоволн, интегрального влагосодержания атмосферы, приземного индекса рефракции и скорости ветра в тропосфере определяются одними и теми же синоптическими атмосферными процессами. Наиболее вероятные значения их длин волн не превышают 8 тыс. км.

Представлены результаты индикации вируса гриппа А (Н3N2), штамм А/Гонконг/4801/2014 с помощью биосенсора на основе кремниевого нанопроволочного полевого транзистора. В эксперименте использовались специфические и неспецифические антитела к этому вирусу, содержащиеся в сыворотке. Получено, что антиген вируса гриппа электрически нейтрален на разделе фаз «поверхность нанопроволоки-суспензия»; смеси «антиген-антитело» BPL-H1 и B-BPL обладают отрицательным зарядом на разделе фаз «поверхность нанопроволоки-суспензия».

Выполнен анализ рисков распространения загрязняющих веществ от факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории нефтедобычи Томской области на основе дистанционных оптических данных Sentinel-2 и лидарных данных CALIPSO. Приведены горизонтальные поля рассеивания загрязняющих веществ над факельными установками месторождений: Первомайское, Оленье, Столбовое, Катыльгинское, Ломовое, Западно-Катыльгинское и Лугинецкое. Рассчитаны площади выделов растительного покрова, находящихся в зонах рассеивания загрязняющих веществ от факелов. Также приведены вертикальные профили распространения примесей по данным лидара CALIOP, отражающие аэрозольное загрязнение атмосферы в районе факельных установок рассматриваемых в данной работе месторождений.

Исследовано состояние растительного покрова углеводородных месторождений Парабельского р-на Томской обл.: Герасимовское, Казанское, Калиновое, Мирное, Нижне-Табаганское и Урманское. По спутниковым данным Terra/MODIS средствами геоинформационной системы ArcGis выполнен расчет средних значений вегетационного индекса EVI (Enhanced Vegetation Index) для исследуемых территорий. Диагностика состояния растительного покрова проведена для раннего периода вегетации с 25 мая по 25 июня за последние десять лет (2011-2020 гг.). Установлено, что в 2020 г. наблюдаются положительные тенденции EVI на всех исследуемых территориях, что свидетельствует о восстановлении растительного покрова и улучшении экологической обстановки.

Исследовано оседание пыльцевых частиц четырех видов анемофильных растений (тополя белого, ивы гибридной, чозении толокнянколистной, мискантуса китайского), произрастающих в экспозиции ЦСБС СО РАН. Показано наличие значительной доли кластеров, в состав которых входят два или более пыльцевых зерна. Определены скорости оседания индивидуальных пыльцевых зерен и их кластеров, в состав которых входило от двух до шести зерен пыльцы. Установлена зависимость скорости седиментации кластера от числа входящих в него пыльцевых зерен.