Главная – Журналы – Поиск по журналам

На основе спутниковых данных о выбросах в атмосферу черного углерода (black carbon - ВС) выполнены модельные оценки его концентрации в приземной атмосфере четырех районов Российской Арктики: на Кольском п-ове, в Архангельской обл., на территориях Ненецкого и Гыданского заповедников, зимой и летом 2000-2016 гг. Дальний перенос ВС в атмосфере анализируется по авторской методике расчета функции чувствительности к потенциальным источникам субмикронного аэрозоля, основанной на статистике обратных траекторий движения воздушных масс. В целом вклады антропогенных источников в содержание ВС в воздухе всех рассматриваемых районов преобладают над вкладами природных пожаров. Концентрация ВС в приземном воздухе максимальна в районе Ненецкого заповедника и над акваторией Печорского моря, где основным источником этой примеси круглый год являются факелы сжигания попутного газа в ближайших крупнейших нефтегазовых провинциях России. Приведены средние, медианные и максимальные концентрации ВС в приземном воздухе зимой и летом, рассчитанные по межгодовым вариациям этого показателя, которые обусловлены различиями циркуляции воздушных масс, переносящих примесь, а также пространственными и межгодовыми вариациями эмиссий ВС от пожаров.

На основе наблюдений характеристик аэрозоля в Баренцбурге (архипелаг Шпицберген) в 2011-2021 гг. проанализированы сезонная и межгодовая изменчивости аэрозольной оптической толщи атмосферы (АОТ), объемная концентрация аэрозоля и массовая концентрация черного углерода в приземном слое. В годовом ходе всех характеристик можно выделить два максимума: весенний (или зимне-весенний) и летний, обусловленных переносом загрязняющих веществ из средних широт в зимне-весенний период и дымового аэрозоля летом. В межгодовой изменчивости отмечается значимый отрицательный тренд грубодисперсной компоненты АОТ (-0,012 за 11 лет) и массовой концентрации поглощающего вещества (на 46,7 нг/м³ за 10 лет).

Новая коронавирусная пневмония быстро распространилась по всему миру. Всемирная организация здравоохранения подчеркивала, что коронавирус SARS-CoV-2 передается в основном между людьми, находящимися в тесном контакте друг с другом, а также в случае прикосновения к зараженным поверхностям с последующим касанием глаз, носа или рта без предварительной очистки рук. Возможными постоянными источниками распространения вируса могут быть большие скопления больных в госпиталях при несоблюдении требований организации функционирования лечебного учреждения. В случае аварийного выброса вируссодержащего аэрозоля из такого учреждения метеорологические условия могут стать ключевым фактором, влияющим на распространение вируса. Нами была разработана программа математического моделирования возможного распространения патогенных примесей в атмосфере вокруг ковидных госпиталей с учетом различных метеорологических условий. Проведены расчеты, основанные на использовании современных методов решения системы дифференциальных уравнений пограничного слоя атмосферы, которые адаптированы для описания распространения вредных атмосферных примесей над реальным сложным рельефом местности с учетом городской застройки различной этажности, лесных массивов, водоемов, изменяющихся метеорологических условий и множества других факторов. Программа может быть использована для оценки риска и угрозы распространения вируса при перепрофилировании терапевтического лечебного учреждения в ковидный госпиталь.

Впервые приведены результаты исследований содержания твердых частиц PM₁ - PM₁₀ в атмосфере западного побережья южного Байкала с высоким временным разрешением. Установлено, что основными источниками поступления РМ в атмосферу южного Байкала являются как антропогенные, так и природные объекты. В зимний период увеличивается влияние объектов теплоэнергетики, о чем свидетельствуют синхронные повышения концентраций субмикронного аэрозоля РМ₁ и диоксида серы. В летний период значительный вклад в загрязнение атмосферы твердыми частицами вносят удаленные лесные пожары. Выявлена связь между повышением концентрации РМ₁ в атмосфере в исследуемом районе и мезометеорологическими особенностями (температурные инверсии и мезомасштабный перенос шлейфов от крупных ТЭЦ). Повышения концентраций РМ₁ в большинстве случаев происходят в ночные и утренние часы, что связано с уменьшением толщины пограничного слоя атмосферы.

Водяной пар играет ключевую роль в целом ряде климатообразующих процессов на различных высотах земной атмосферы. Мониторинг изотопологов водяного пара позволяет получать информацию об атмосферном гидрологическом цикле и исследовать процессы, связанные с испарением и конденсацией, определяющие влажность в тропосфере и водный обмен между тропосферой и стратосферой. Впервые проанализированы временные вариации общего содержания изотопологов водяного пара (H₂O и δD) за 2009-2020 гг. на основе результатов наземных измерений солнечного ИК-излучения Фурье-спектрометром Bruker IFS 125HR в Петергофе. Максимальные значения H₂O и δD приходятся на летний период, минимальные - на зимний, при этом наибольшая изменчивость H₂O наблюдается в летние, а δD в зимние месяцы, что обусловлено климатическими особенностями Санкт-Петербурга, т.е. происхождением и историей приходящих воздушных масс. Банк данных изотопического состава водяного пара в окрестностях Санкт-Петербурга может быть использован в моделях общей циркуляции атмосферы с целью повышения точности прогнозирования погоды и долгосрочных изменений регионального климата.

Представлены результаты лабораторных экспериментов по определению характеристик конвективного потока, возникающего над нагретой металлической поверхностью, для различных высот и температур методом скоростной термографии. Характеристики определялись с помощью скоростной ИК-камеры путем съемки температурного поля малоинерционных бумажных мишеней, подвешенных над нагретой поверхностью, одновременно по всей вертикальной плоскости поля зрения ИК-камеры. По флуктуациям температурного поля поверхности мишеней были найдены коэффициент теплоотдачи, уровень интенсивности конвективного потока, полный поток и количество выделяемого тепла за время измерений на разных высотах над поверхностью. Построены энергетические спектры конвективной турбулентности в различных условиях. Анализ спектров турбулентности показал наличие инерционного интервала с наклоном, близким к степенному закону 8/3, для всех рассмотренных высот над нагретой поверхностью, температур и условий турбулентности. Характеристиками конвективной турбулентности, полученными в работе, можно воспользоваться при тестировании различных оптических адаптивных систем управления лазерными пучками, при изучении распространения вихревых лазерных пучков и очагов горения, которые также характеризуются конвективной турбулентностью с дальнейшим переходом в атмосферную турбулентность, наведенную энергией горения.

Лидар как важное средство исследования атмосферного аэрозоля широко используется при изучении распространения атмосферных аэрозольных загрязнений. При проведении экологического мониторинга и тем более при использовании для этой цели мобильного лидара важно иметь информацию не только о наличие загрязнений, но и о динамике их распространения, о пространственных координатах их источника. Предложен метод расчета координат объекта исследования исходя из координат лидара, направления зондирования и расстояния до объекта. Представлены программный модуль расчета координат и пример его применения при разработке вспомогательных лидарных систем.

Исследованы вариации изотопного состава кислорода (δ¹⁸О) и водорода (δD) в атмосферных осадках, выпавших в г. Томске с 2016 по 2020 г. Установлено, что значения δ¹⁸О менялись в диапазоне от -39,6 до +2,1‰ и в среднем за весь период составили -18 ± 6,8‰; δD изменялись в диапазоне от -299 до -4,9‰ и в среднем составили -118,7 ± 54,7‰. Построена локальная линия метеорных вод с 2016 по 2020 г., описываемая уравнением δD = 7,43δ¹⁸O + 11,2, что указывает на преобладание испарительного фракционирования. Впервые установлена температурная зависимость изотопного состава атмосферных осадков в г. Томске: +0,47‰/°С для δ¹⁸О и +3,62‰/°С для δD. На основе анализа обратных траекторий движения воздушных масс выявлены преобладающие регионы-источники, приносящие в г. Томск атмосферные осадки с разным изотопным составом.

Проведены измерения газов, десорбированных вакуумным методом из колец спилов лиственных деревьев с использованием оптико-акустического газоанализатора с перестраиваемым СО₂-лазером. Получены хронологии остаточных газов СО₂ и (СО₂ + Н₂О) некоторых лиственных деревьев, произрастающих в районе г. Томска (Западная Сибирь). Хронологии характеризуются хорошо выраженными 2-4-летними циклами. Найдена корреляция содержания газов с летними температурами и осадками. Полагаем, что погодичное распределение остаточных газов в спилах отражает картину поступления газов из стволов лиственных деревьев в атмосферу.