| 19. |
Аннотация |
Совершенствование методов диагностики и прогнозирования неблагоприятных экологических ситуаций, связанных с загрязнением атмосферы, является необходимой составляющей развития технологий предупреждения и снижения рисков чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера и негативных социально-экономических последствий в связи с наблюдаемыми климатическими изменениями. Особую актуальность при этом приобретает вопрос о количественных оценках реакции атмосферной фотохимической системы (ФХС), как части земной климатической системы, на наблюдаемые региональные тренды пожарной активности и антропогенной нагрузки, в т.ч. в районах Российской Федерации, традиционно относимых к экологически чистым. В рамках заявленных работ будут выполнены комплексные исследования атмосферных процессов, определяющих региональный баланс, сезонную и многолетнюю изменчивость климатически значимых примесей (КЗП) – аэрозоля, парниковых и химически активных газов – в приземном слое и нижней тропосфере в целом. Особое внимание будет уделено усовершенствованию методов оценки воздействия на ФХС природных пожаров, с учетом наблюдаемой динамики растительного покрова и уточненных оценок эмиссий КЗП от горения биомассы. Актуальность данной задачи обусловлена наблюдаемым ростом пожарной активности в Евразии и всем Северном Полушарии, в т.ч. бореальных лесах высоких широт. В широком диапазоне условий, включая фоновую (бореальные леса центральной и южной Сибири, Арктика), слабо загрязненную (район Кавказских Минеральных Вод) и городскую атмосферу (на примере Московского мегаполиса), будут выполнены количественные (модельные и инструментальные) оценки влияния региональных природных и антропогенных источников КЗП на состав и окислительный потенциал воздуха. Для получения этих оценок будут привлечены все доступные экспериментальные наземные и орбитальные данные.
По составу работ и уровню интеграции направлений исследований (диагностика состояния атмосферы над Северной Евразией и морями Арктики), методам проведения измерений и анализа данных, заявленные работы соответствуют мировому уровню. Результаты планируемых работ позволят получить принципиально новые данные и уточнить имеющиеся представления о реакции атмосферы на происходящие климатические изменения и тренды эмиссий КЗП, выявить долговременные тренды состава атмосферы над территорией России и исследовать причины этих изменений, уточнить существующие методы и подходы к проведению комплексных оценок воздействия климатически значимых региональных источников атмосферного загрязнения на состав воздуха. Результаты работ могут быть использованы для совершенствования системы мониторинга и прогнозирования окружающей среды и климата, а также при планировании мероприятий по дальнейшему освоению природных ресурсов и смягчению последствий изменений климата на территории Российской Федерации.
Черный углерод (сажевый аэрозоль) влияет на радиационный режим атмосферы и, как следствие, на климат. При повышении концентрации черного углерода заметно ухудшается качество воздуха. Регулярные измерения концентрации черного углерода позволят оценивать его воздействие на экологическую обстановку и на радиационный режим атмосферы в городе. По данным круглосуточных измерений планируется изучить временную изменчивость массовой концентрации черного углерода включая его суточный ход, синоптическую, сезонную и межгодовую изменчивость.
Крупномасштабная дымная мгла и смоги радикально меняют радиационный режим атмосферы на больших территориях. При возникновении смога и дымной мглы существенно меняется газовый и аэрозольный состав атмосферного воздуха, происходят гетерогенные химические реакции, появляются вторичные загрязняющие примеси. В настоящее время показано, что наряду с фотохимическими смогами в зимний сезон могут возникать нефотохимические смоги, в которых происходит быстрое накопление сульфатов при каталитическом окислении сернистого газа кислородом. В процессе образования смогов и дымной мглы в частицах аэрозоля наряду с черным углеродом происходит накопление селективно поглощающих коротковолновую солнечную радиацию органических соединений. Заданием предусмотрено исследование оптических свойств, микроструктуры и радиационных эффектов смогов и дымной мглы, оценка влияния на поглощательную способность аэрозоля черного углерода и селективно поглощающих органических соединений. Планируется построить эмпирические оптико-микрофизические модели смогов и дымной мглы.
Планируется разработка новых теоретических методов для неэмпирического моделирования континуальных и димерных спектров парниковых газов.
Предполагается развитие комплексного метода дистанционного зондирования состава атмосферы по сочетанию данных наблюдений в видимой и УФ областях спектра в разное время суток в части исследования возможностей измерений новых газов и уточнения характеристик аэрозоля. |