Карбоновые полигоны ИОА СО РАН для исследования динамики парниковых газов в атмосфере. Часть I

от

В.В. Антонович1, О.Ю. Антохина1, П.Н. Антохин1, В.Г. Аршинова1,

М.Ю. Аршинов1, Б.Д. Белан1, С.Б. Белан1, Д.К. Давыдов1, Г.А. Ивлев1,

А.В. Козлов1, Ш.Ш. Максютов2, Т. Мачида2, Д.А. Пестунов1, И.В. Пташник1,

Т.М. Рассказчикова1, Д.Е. Савкин1, Сасакава2, Д.В. Симоненков1,

Т.К. Скляднева1, Г.Н. Толмачев1, А.В. Фофонов1

1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, РФ

2Национальный институту исследования окружающей среды, Тсукуба, Япония

 E—mail: bbd@iao.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2022-4-46-60

УДК 551.510.42                                                                                                                                                                        

Реферат: 

   К 1980-м годам всеобщее осознание проблем, связанных с изменением климата и ухудшением качества воздуха, привело к решению ВМО о создании в 1989 г. Глобальной службы атмосферы (ГСА), (Global Atmosphere Watch– GAW). Сеть станций ГСА ВМО со-стоит из 31 станции глобального уровня и более 400 станций регионального уровня. Также в наблюдательную сеть ГСА вносят свой вклад еще около 100 станций, входящих в другие наблюдательные сети такие как: TCCON, EARLINET, AD-Net, LALINE, MPLNET, CAST-NET и IAGOS. Подобные сети были созданы в США, Канаде, Европе.
Карбоновые полигоны. При отсутствии централизованного финансирования ряд, организаций РФ начал создавать подобные пункты мониторинга в инициативном порядке или в рамках международных проектов. Одной из таких организаций является Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН (ИОА СО РАН), создавший несколько стационарных и передвижных пунктов.
В декабре 1992 года была создана TOR-станция в рамках международного проекта по исследованию тропосферного озона TOR (Tropospheric Ozone Research) европейской про-граммы EUROTRAC. Она находится на северо-восточной окраине Томского Академгородка.
Обсерватория «Фоновая» расположена на восточном берегу реки Оби, в 60 км к западу от Томска.
Для контроля концентрации парниковых газов была запущена обсерватория «Базовый экспериментальный комплекс» в 3 км к востоку от TOR-станции.
Для проведения мониторинга состава воздуха на территории Западной Сибири было создано 3 поста комплексного мониторинга и 2 стационара измерения потоков парниковых газов на границе почва-атмосфера.

Ключевые слова: атмосфера, закись азота, концентрация, метан, мониторинг, обсерватория, парниковые газы, пост, станция, углекислый газ.

Для цитирования: Антонович В.В., 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.,  Максютов Ш.Ш., Мачида Т., Пестунов Д.А., Пташник И.В., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Сасакава, Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Карбоновые полигоны ИОА СО РАН для исследования динамики парниковых газов в атмосфере. Часть I // Системы контроля окружающей среды. 2022. Вып. 4 (50). C. 46-60. DOI: 10.33075/2220-5861-2022-4-46-60

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. World Meteorological Organization WMO Global Atmosphere Watch (GAW) Implementation Plan: 2016-2023. GAW Report No 228. WMO, 2017. 75 p.
  2. Keeling, C.D. The Concentration and Isotopic Abundances of Carbon Dioxide in the Atmosphere // Tellus. 1960. V.12. N2. P. 200–203.
  3. Nisbet E. Earth monitoring: Cinderella science // 2007. V. 450. N. 7171. P. 789–790.
  4. World Meteorological Organization. 18th WMO/IAEA Meeting of Experts on Carbon Dioxide, Other Greenhouse Gases and Related Tracers Measurement Techniques (GGMT-2015). GAW report N° 229. WMO, 2016. 137 p.
  5. World Meteorological Organization. Guide to meteorological instruments and methods of observation. 2014. WMO N°8 (2014 edition). 1127 p.
  6. The Global Atmosphere Watch Programme: 25 Years of Global Coordinated Atmospheric Composition Observations and Analyses. 2014. WMO No. 1143.
  7. Wunch D., Toon G.C., Blavier J.F.L., Washenfelder R.A., Notholt J., Connor B.J., Griffith D.W.T., Sherlock V., and Wennberg P.O. The Total Carbon Column Observing Network // Philos. T. R. Soc. A. 2011. V. N. 1943. P. 2087–2112.
  8. Ortiz-Amezcua P., Guerrero-Rascado L.L., Granados-Muñoz M.J., Benavent-Oltra J.A., Böckmann Ch., Samaras S., Stachlewska I.S., Janicka L., Baars H., Bohlmann S., and Alados-Arboledas L. Microphysical characterization of long-range transported biomass burning particles from North America at three EARLINET stations // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. N. 9. P. 5931-5946.
  9. Sugimoto N., Shimizu A., Nishizawa T., Matsui I., Jin Y., Khatri P, Irie H, Takamura T., Aoki K. and Thana B. Aerosol characteristics in Phimai, Thailand determined by continuous observation with a polarization sensitive Mie–Raman lidar and a sky radiometer // Environmental Research Letters. 2015. 10. N. 6. 065003, doi:10.1088/1748-9326/10/6/065003.
  10. Antuña-Marrero J.C., Landulfo E., Estevan R., Barja B., Robock A., Wolfram E., Ristori P., Clemesha B., Zaratti F., Forno R., Armandillo E., Bastidas Á.E., de Frutos Baraja Á.M., Whiteman D.N., Quel E., Barbosa H.M., Lopes F., Montilla-Rosero E., and Guerrero-Rascado J.L. LALINET: The First Latin American–Born Regional Atmospheric Observational Network // Amer. Meteor. Soc. 2017. V. 98. N. 6. P. 1255–1275.
  11. Lewis J.R., Campbell J.R., Welton E.J., Stewart S.A., and Haftings P.C. Overview of MPLNET Version 3 Cloud Detection // J. Atmos. Oceanic Tech. 2016. 33. N.10. P. 2113–2134.
  12. Sickles II J.E. and Shadwick, D.S. Air quality and atmospheric deposition in the eastern US: 20 years of change //Atmos. Chem. Phys. 2015. V. N. 1. P. 173–197.
  13. Petzold A., Thouret V, Gerbig C., Zahn A, Brenninkmeijer C.A.M., Gallagher M., Hermann M., Pontaud M., Ziereis H., Boulanger D., Marshall J, Nédélec P, Smit H.G.J., Friess U., Flaud J.-M., Wahner A., Cammas J.-P., Volz-Thomas A. & IAGOS TEAM. Global-scale atmosphere monitoring by in-service aircraft–current achievements and future prospects of the European Research Infrastructure IAGOS // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2015. 67. N.1. https://doi.org/10.3402/tellusb.v67.28452.
  14. Andrews A.E., Kofler J.D., Trudeau M.E., Williams J.C., Neff D.H., Masarie K.A., Chao D.Y., Kitzis D.R., Novelli P.C., Zhao C.L., Dlugokencky E.J., Lang P.M., Crotwell M.J., Fischer M.L., Parker M.J., Lee J.T., Baumann D.D., Desai A.R., Stanier C.O., De Wekker S.F.J., Wolfe D.E., Munger J.W. and Tans P.P. CO2, CO, and CH4 measurements from tall towers in the NOAA Earth System Research Laboratory’s Global Greenhouse Gas Reference Network: instrumentation, uncertainty analysis, and recommendations for future high-accuracy greenhouse gas monitoring efforts // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. № 2 P. 647–687.
  15. Zhao, C.L., Bakwin, P.S., and Tans, P.P. A design for unattended monitoring of carbon dioxide on a very tall tower // J. Atmos. Ocean. Technol. 1997. V. 14. № 5. P. 1139–1145.
  16. Bakwin P., Tans P.P., Hurst D.F., and Zhao C.L. Measurements of carbon dioxide on very tall towers: results of the NOAA/CMDL program // Tellus Ser. B-Chemical and Physical Meteorology. 1998. V. 50. № 5. P. 401–415.
  17. Higuchi K., Worthy D., Chan D., Shashkov A. Regional source/sink impact on the diurnal, seasonal and inter-annual variations in atmospheric CO2 at a boreal forest site in Canada // Tellus B. 2003. V. 55. № 2. P. 115–125.
  18. Thompson R.L., Manning A.C., Gloor E., Schultz U., Seifert T., Hansel F., Jordan A., and Heimann M. In-situ measurements of oxygen, carbon monoxide and greenhouse gases from Ochsenkopf tall tower in Germany, Atmos. Meas. Tech. 2009. V. 2. № 2. P. 573–591.
  19. Popa M.E., Gloor M., Manning A.C., Jordan A., Schultz U., Haensel F., Seifert T. and Heimann M. Measurements of greenhouse gases and related tracers at Bialystok tall tower station in Poland // Atmos. Meas. Tech. 2010. V. 3. № 2. P. 407–427.
  20. Vermeulen A.T., Hensen A., Popa M.E., van den Bulk W.C.M. and Jongejan P.A.C. Greenhouse gas observations from Cabauw Tall Tower (1992–2010) // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4. № 3. P. 617– 644.
  21. Kadygrov N., Broquet G., Chevallier F., Rivier L., Gerbig C., and Ciais P. On the potential of the ICOS atmospheric CO2 measurement network for estimating the biogenic CO2 budget of Europe // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. N. 22. P. 12765–12787.
  22. Hari P. and Kulmala M. Station for Measuring Ecosystem–Atmosphere Relations (SMEAR II). Boreal Env. Res. V. 10. N. 5. P. 315–322.
  23. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2019 год. Росгидромет, 2020. 217 с.
  24. Winderlich J., Chen H., Gerbig C., Seifert T., Kolle O., Lavrič J. V., Kaiser C., Höfer A., and Heimann M. Continuous low-maintenance CO2/CH4/H2O measurements at the Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) in Central Siberia // Atmos. Meas. Tech. 2010. V. 3. № 4. P. 1113–
  25. Winderlich J., Gerbig C., Kolle O. and Heimann M. Inferences from CO2 and CH4 concentration profiles at the Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) on regional summertime ecosystem fluxes // Biogeosciences. 2014 V. 11. № 7. P. 2055–2068.
  26. Davydov D.K., Belan B.D., Аntokhin P.N., Antokhina O.Yu., Antonovich V.V., Arshinova V.G., Arshinov M.Yu., Akhlyostin A.Yu., Belan S.B., Dudorova N.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Pestunov D.A., Rasskazchikova T.M., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Fazliev A.Z., Fofonov A.V. Monitoring of Atmospheric Parameters: 25 Years of the Tropospheric Ozone Research Station of the Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences // Atmospheric and Oceanic Optics, 2019, Vol. 32, No. 2, pp. 180–192.
  27. Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Ивлев Г.А. Автоматическая камера для измерения потоков парниковых газов на поверхности раздела почва-атмосфера. Патент на полезную модель № 169373 от 15 марта 2017 г.
  28. Antonovich V.V., Antokhin P.N., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Balin Yu.S., Davydov D.K., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kozlov V.S., Kokhanenko G.P., Novoselov M.M., Panchenko M.V., Penner I.E., Pestunov D.A., Savkin D.E., Simonenkov D.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chernov D.G., Smargunov V.P., Yausheva E.P., Paris J.-D., Ancellet G., Law K.S., Pelon J., Machida T., Sasakawa M. Station for the comprehensive monitoring of the atmosphere at Fonovaya Observatory, West Siberia: current status and future needs // Proceedings of SPIE. V.10833. CID: 10833 7Z. [10833-189]. DOI: 10.1117/12.2504388.

Loading