Дальний атмосферный перенос пыли из Прикаспия в арктическую зону Европейской части России в декабре 2023 года

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Редкое явление – дальний атмосферный перенос пыли из аридных и семиаридных районов Прикаспия через центр Европейской части России в ее арктические регионы – зарегистрировано в декабре 2023 года в ходе натурных наблюдений за физико-химическими характеристиками аэрозольных частиц в Москве и за составом снежного покрова в Архангельской области. Анализ траекторий движения воздушных масс, динамики пространственно-временной изменчивости массовой концентрации аэрозолей РМ2.5 и РМ10 в Московском регионе, а также численные оценки и пространственные распределения приземной концентрации и оптических характеристик аэрозоля в Европейской части России (по данным реанализа MERRA-2) подтверждают повышение аэрозольного загрязнения воздуха на территориях от Прикаспия до Архангельской области. В пробе снега, отобранной в Государственном природном заповеднике “Пинежский” (Архангельской обл.) весной 2024 года, в толще снежного покрова на высоте 18–20 см (при общей высоте снежной толщи 65 см) обнаружен слой выпавшего в декабре 2023 года снега, имеющий желтоватую окраску. Предварительные исследования пробы этого снега показали присутствие большого количества органической взвеси и остатков растений, что зимой указывает на атмосферный перенос аэрозоля из южных регионов России.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. П. Губанова

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: gubanova@ifaran.ru
Россия, Москва

А. А. Виноградова

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук; Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук

Email: gubanova@ifaran.ru
Россия, Москва; Москва

Е. И. Котова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук

Email: gubanova@ifaran.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Kok J. F., Storelvmo T., Karydis V. A. et al. Mineral dust aerosol impacts on global climate and climate change // Nat. Rev. Earth Environ. 2023. V. 4. P. 71–86. https://doi.org/10.1038/s43017-022-00379-5
  2. Klingmüller K., Lelieveld J., Karydis V.A., Stenchikov G.L. Direct radiative effect of dust–pollution interactions // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 7397–7408. https://doi.org/10.5194/acp-19-7397-2019
  3. Schepanski K. Transport of mineral dust and its impact on climate // Geosciences. 2018. V. 8. 151. https://doi.org/10.3390/geosciences8050151
  4. Mahowald N. M., Kloster S., Engelstaedter S. et al. Observed 20th century desert dust variability: impact on climate and biogeochemistry // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10. P. 10875–10893. https://doi.org/10.5194/acp-10-10875-2010
  5. Zhang X., Zhao L., Tong D. Q. et al. Systematic review of global desert dust and associated human health effects // Atmosphere. 2016. V. 7. 158. https://doi.org/10.3390/atmos7120158
  6. Gliss J., Mortier A., Schulz M. et al. AeroCom phase III multi-model evaluation of the aerosol life cycle and optical properties using ground- and space-based remote sensing as well as surface in situ observations // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21. P. 87–128. https://doi.org/10.5194/acp-21-87-2021
  7. Ginoux P., Prospero J. M., Gil T. E. et al. Global-scale attribution of anthropogenic and natural dust sources and their emission rates based on MODIS Deep Blue aerosol products // Rev. Geophys. 2012. V. 50. RG3005. https://doi.org/10.1029/2012RG000388
  8. Gubanova D., Chkhetiani O., Vinogradova A. et al. Atmospheric transport of dust aerosol from arid zones to the Moscow region during fall 2020 // AIMS Geosciences. 2022. V. 8. № 2. P. 277–302. https://doi.org/10.3934/geosci.2022017
  9. van der Doe M., Knippertz P., Zschenderlein P. et al. The mysterious long-range transport of giant mineral dust particles // Science Advances. 2018. V. 4. Iss. 12. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau2768
  10. Сельскохозяйственный словарь-справочник / Гл. ред. А. И. Гайстер. М.–Л.: Государственное издательство колхозной и совхозной литературы “Сельхозгиз”, 1934. 1280 с.
  11. Banks J. R., Heinold B., Schepanski K. Radiative cooling and atmospheric perturbation effects of dust aerosol from the Aralkum Desert in Central Asia // EGUsphere [preprint]. 2023. https://doi.org/10.5194/egusphere-2023-2772
  12. Shukurov K. A., Simonenkov D. V., Nevzorov A. V. et al. CALIOP-based evaluation of dust emissions and long-range transport of the dust from the Aral–Caspian arid region by 3D-source potential impact (3D-SPI) method // Remote Sens. 2023. V. 15. 2819. https://doi.org/10.3390/rs15112819
  13. Виноградова А. А., Губанова Д. П., Лезина Е. А., Иванова Ю. А. Пылевой аэрозоль из районов Северного Прикаспия в приземном воздухе центра европейской России // Оптика атмосферы и океана. 2024. Т. 37. № 6. С. 453–460. https://doi.org/10/10.15372/AOO20240602.
  14. Губанова Д. П., Виноградова А. А., Лезина Е. А. и др. Условно-фоновый уровень аэрозольного загрязнения приземного воздуха в Москве и пригороде: сезонные вариации // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2023. Т. 59. № 6. С. 754–773. https://doi.org/10.31857/S0002351523060056
  15. Seinfeld J. H., Pandis S. N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change, 2nd Еdition. New York: Wiley, USA, 2006. 1232 p.
  16. Stein A. F., Draxler R. R, Rolph G. D. et al. NOAA’s HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2015. V. 96. P. 2059–2077. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00110.1
  17. Gelaro R., McCarty W., Suárez M. J. et al. The modern-era retrospective analysis for research and applications, version 2 (MERRA-2) // J Clim. 2017. V. 30. Iss. 13. P. 5419–5454. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0758.1
  18. Одинцов С. Л., Гладких В. А., Камардин А. П., Невзорова И. В. Высота слоя перемешивания в условиях температурных инверсий: экспериментальные данные и модельные оценки // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 7. С. 549–558. https://doi.org/10.15372/AOO20220705
  19. Шукуров К. А., Шукурова Л. М. Регионы-источники нитрата аммония, сульфата аммония и природных силикатов в приземном аэрозоле Западного Подмосковья // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 3. С. 360–369. https://doi.org/10.7868/s0002351517030142
  20. Шевченко В. П., Коробов В. Б., Лисицын А. П. и др. Первые данные о составе пыли, окрасившей снег на европейском севере России в желтый цвет (март 2008 г.) // ДАН. 2010. Т. 431. № 5. С. 675–679.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Временной ход среднесуточной концентрации аэрозольных частиц разных размерных фракций в декабре 2023 года: (а) – РМ10; (б) – РМ2.5; (в) – РМ10–2.5 (по данным наблюдений в пунктах ИФА, ЗНС и на двух АСКЗА МЭМ).

Скачать (267KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Среднее за сутки пространственное распределение над ЕЧР приземной массовой концентрации пыли – по данным реанализа MERRA-2. Красной звездочкой на картах обозначено расположение г. Москвы, желтой звездочкой – расположение пос. Пинега Архангельской обл.

Скачать (323KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Среднее за сутки пространственное распределение над ЕЧР АОТ (550 нм) пыли по данным реанализа MERRA-2. Красной звездочкой на картах обозначено расположение г. Москвы, желтой звездочкой – расположение пос. Пинега Архангельской обл.

Скачать (325KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Общий вид фильтров с пробами снега, отобранного на территории Пинежского заповедника: (а) – после фильтрации прослойки желтого снега (250 мл); (б) – после фильтрации усредненной пробы снежной толщи (1250 мл). Диаметр фильтра – 47 мм.

Скачать (107KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Растительные остатки в пробе снега, отобранной на территории Пинежского заповедника: (а) – мелкий детрит, растительные волокна; (б) – остатки высшего растения.

Скачать (137KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Временная изменчивость в период 12–18 декабря 2023 г. среднесуточной концентрации пыли (по оценкам MERRA-2) – в районе пос. Пинега (Архангельская обл.) и в Московском регионе (МСК); аэрозолей РМ10 – по измерениям в Москве (ИФА) и в пригороде (ЗНС).

Скачать (94KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024