Libmonster ID: UA-1918

Доктор физико-математических наук Н. Ф. ЕЛАНСКИЙ, заведующий отделом исследований состава атмосферы Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН

В XX в. антропогенная деятельность резко ускорила происходящие в атмосфере Земли процессы. Их изучение и прогнозирование приобрело важную социальную значимость и стало одним из условий устойчивого движения вперед любого государства. Вот почему Конференция ООН по окружающей среде и развитию 1992 г. приняла решение о создании системы глобального мониторинга атмосферы - Global Atmospheric Watch (GAW).

стр. 20


ЗАДАЧИ GAW

Главная цель этой организации - комплексные наблюдения за основными характеристиками воздушной среды, обеспечивающие раннее обнаружение ее изменений, возможность оценки их последствий для живой природы и климата, проведение эффективной экологической политики. Сама же программа опирается на национальные гидрометеорологические службы. В настоящее время в ней участвуют более 80 стран и задействованы не менее 350 соответствующих станций (в основном в Западной и Центральной Европе, Северной Америке, Японии). Из них 22 - глобальные, т.е. обсерватории для проведения комплексных наблюдений, остальные - региональные.

Первые действуют в чистых фоновых районах. В них измеряют содержание большого числа ключевых для химии атмосферы веществ, прежде всего озона, разрушающих его соединений, парниковых газов, аэрозольных компонентов, а также радиационные и метеорологические характеристики, необходимые для анализа и интерпретации их изменчивости: солнечную ультрафиолетовую радиацию, скорость фотодиссоциации (распада) озона, диоксида азота, вертикальных профилей температуры и ветра. Получаемые в результате данные предназначены в основном для решения проблем общемирового значения - изменения климата планеты, ослабления ее озонового слоя на высотах 10 - 50 км и т.д.

Региональные станции также размещают вне зон эмиссий от автомагистралей, промышленных или сельскохозяйственных объектов. Их задача - слежение за состоянием воздушной среды в конкретном районе. А соответствующую информацию используют для оценки трансграничных потоков загрязнений, влияния воздушных примесей и кислотных осадков на растительность, идентификации источников и определения величины различных выбросов, опасных концентраций в воздухе токсичных соединений, озона и др.

стр. 21


Добавим: имеющиеся в распоряжении GAW космические аппараты позволяют контролировать многие ключевые показатели в тропосфере, стратосфере и районах, где нет наземных средств наблюдения. Сведения от них вместе с поступающими от глобальных и региональных станций позволяют составить единую картину, что выполняют в нескольких международных центрах.

GAW И РОССИЯ

К сожалению, в настоящее время глобальная сеть перечисленных обсерваторий неполная и неоднородная ни по набору измеряемых параметров, ни по размещению. Дело в том, что в каждом регионе с характерным для него климатом и биосферой необходимо иметь как минимум одну такую станцию. А этого пока нет. Причем, скажем, на обширной территории России они вообще отсутствуют. Есть только несколько, способных вести наблюдения за отдельными ключевыми примесями и параметрами. К тому же там в нужном объеме не выполняют стандартные процедуры контроля качества данных, что затрудняет вхождение указанных станций в систему GAW.

Между тем включиться в нее быстрее и полнее - в наших собственных интересах. Тогда мы получим доступ к соответствующему массиву информации, что поможет идентифицировать антропогенные и природные источники всевозможных выбросов, их трансграничные потоки, поглощение растительностью, оценить вклад природной среды нашей страны в очищение ее надземного воздушного пространства от загрязнений и ущерб.

В Институте физики атмосферы им. А. М. Обухова (ИФА) РАН разработана концепция национальной системы мониторинга состава атмосферы, которая станет частью GAW. Она была распространена среди отечественных научных учреждений, рассмотрена и в целом одобрена в марте 2004 г. на специальном совещании в Росгидромете. Ныне его специалисты совместно с РАН готовят план действий по формированию такой структуры. Создавать ее целесообразно в виде двух глобальных, а также ограниченной сети хорошо оборудованных региональных станций; связующим звеном между ними станет передвижная железнодорожная обсерватория*. Схема станет эффективной для обширного пространства России и не потребует относительно больших финансовых затрат.

Согласно рекомендациям Всемирной метеорологической организации и предложениям многочисленных экспертных групп одна из перечисленных обсерваторий необходима в центре Сибири (Красноярский край) - в зоне бореальных лесов**, на значительном удалении от промышленных объектов. При установке здесь мачты высотой 250 - 300 м она будет передавать сведения, репрезентативные для значительной ча-


* См.: О. В. Базанова. Маршруты "Тройки". - Наука в России, 2004, N 2 (прим. ред.).

** Бореальные леса (называемые "легкими" планеты) произрастают в средних широтах, интенсивно выделяют кислород и столь же активно поглощают углекислый газ (прим. ред.).

стр. 22


сти всего окружающего региона. Другая должна располагаться в чистом высокогорном районе - на Северном Кавказе (предпочтительно в Ставропольском крае), контролировать вынос примесей вверх за пределы загрязненного пограничного слоя и давать оценку изменениям состояния глобальной атмосферы под воздействием деятельности людей.

В каждой эколого-климатической области (с однородным состоянием воздушной среды), рассматриваемой как единая фотохимическая система, предпочтительно разместить по одной хорошо оснащенной региональной станции. Именно они (вместе с несколькими более мелкими наблюдательными пунктами) на основе применения численных моделей атмосферы способны следить за ее изменениями, прогнозировать таковые на будущее и оценивать их возможные последствия в масштабе определенной местности.

Свести получаемую всеми станциями информацию воедино призвана передвижная обсерватория, обеспечивающая калибровку сетевых приборов, валидацию (оценку качества) спутниковых данных, выявляющая природные и техногенные экстремальные ситуации, прослеживающая их развитие и выполняющая многие другие функции. Предполагается, что она будет выезжать также в другие страны с целью уточнения источников примесей, фотохимических и динамических процессов, действующих на континенте. А поскольку отечественные космические аппараты, ведущие мониторинг состава атмосферы, в ближайшие годы будут работать в основном в рамках двухстороннего и многостороннего международного сотрудничества, нам это разрешит направить главные силы и средства на развертывание наземной сети станций. Участие же отечественных специалистов в интернациональных проектах будет полноценным и эффективным благодаря созданным ими методам и алгоритмам дистанционного зондирования, уникальным техническим разработкам.

СУЩЕСТВУЮЩАЯ БАЗА

Одну из обсерваторий запланировано дооборудовать на базе Кисловодской высокогорной научной станции ИФА РАН при объединении ее с расположенной поблизости метеостанцией Росгидромета. Обе находятся в зоне альпийских лугов - на плато Шаджатмаз (в 18 км к югу от Кисловодска) в предгорьях Северного Кавказа на высоте 2070 м над уровнем моря. Южнее - один из крупнейших в России Кавказский заповедник, да и весь данный регион - относительно чистый, сельскохозяйственного направления. Климат там умеренный, влажность невысокая, наибольшая продолжительность солнечных дней на юге нашей страны.

Кисловодскую станцию образовали в 1978 г. для контроля наличия малых примесей в атмосфере. С тех пор тут ежедневно измеряют общее содержание в воздухе озона, оксида углерода, оксида и диоксида азота, спектральный состав солнечного излучения и т.д., эпизодически - приземную концентрацию названных и других газов, микрофизичес-

стр. 23


кие и химические свойства аэрозолей и др. С 2004 г., кроме того, в непрерывном режиме определяют концентрацию, элементный состав субмикронного и сажевого аэрозоля, коэффициент рассеяния и прочие характеристики частиц сажи, регулярно отбирают пробы воздуха для анализа на наличие летучих органических соединений. Уникальность станции в том, что она дает информацию о состоянии атмосферы над континентом и дальнем переносе примесей из Европы, Африки, Центральной Азии и Ближнего Востока.

Местоположение будущей обсерватории в указанном районе полностью отвечает требованиям GAW, а ее организация на основе объединения с расположенной неподалеку метеостанцией имеет несомненные преимущества - преемственность рядов многолетних измерений ключевых параметров, использование уже накопленных материальных, научных и кадровых ресурсов.

В рамках соглашения о сотрудничестве между РАН и Обществом М. Планка (Германия), при поддержке Международного научно-технического центра (Москва) наши специалисты с коллегами из Института биогеохимии М. Планка, Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН изучили и подготовили проект о совместном возведении в районе поселка Ярцево (в 450 км к северу от Красноярска) мачты. Она предназначена для измерения содержания парниковых газов, органических соединений, определения физико-химических свойств аэрозолей, радиационных, метеорологических параметров на высоте до 250 м и будет основой сибирской обсерватории.

Но "сердцем" национальной системы мониторинга состояния атмосферы станет не имеющий мировых аналогов научный комплекс на колесах - два специализированных вагона, изготовленных на Торжокском заводе (Тверская область). Один - для непрерывных наблюдений всех необходимых показателей, другой - химическая лаборатория для анализа проб воздуха и аэрозолей, детального контроля загрязненности приземного воздуха и частично вод, почвы, растительности на химический, изотопный, биологический состав. Поэтому во время стоянок передвижная обсерватория будет играть роль базовой станции GAW, а в движении - давать крайне важные сведения о пространственной структуре полей примесей, их эмиссиях и стоках, процессах переноса и химической трансформации.

Вместе с тем на территории России ученые выделили 11 эколого-климатических областей, где химическое состояние воздушной среды с большой достоверностью близко к однородному. И в каждой из них требуется по одной хорошо оснащенной региональной станции, в качестве которых после дооборудования можно использовать уже действующие. Так, одна из старей-

стр. 24


ших лабораторий нашей страны - станция Ловозеро Полярного геофизического института РАН (Кольский полуостров) - расположена в лесотундре, на берегу водохранилища, давшего ей имя. Ближайший населенный пункт - поселок с тем же названием - находится в 5 км. Промышленных предприятий в окрестностях нет, дальний перенос загрязнений возможен сюда лишь из городов Ревда, Апатиты, Мончегорск, Мурманск, расположенных к западу и северо-западу от Ловозера. Сейчас тут ведут непрерывные измерения содержания и вертикального распределения диоксида азота, приземного озона, потоков ультрафиолетовой радиации, некоторых метеорологических и большого числа других параметров, характеризующих гелиогеофизические процессы в полярной атмосфере. Зимой наблюдают за вертикальным распределением озона в стратосфере и мезосфере*. Станция входит в сеть GAW по исследованиям приземного озона.

Следующая аналогичная отечественная лаборатория - Звенигород - размещена в лесной местности, в 40 км к юго-западу от Москвы. Выносы сюда из столицы отмечены в течение всего 15% времени за год, вот почему в будущем здесь возможен биоклиматический полигон и контроль дальнего переноса из Европы. С 1974 г. тут непрерывно фиксируют общее содержание в столбе воздуха углекислого газа, метана, с 1990-го - аэрозоля, вертикальных профилей диоксида азота, потоки солнечной радиации и пропускание атмосферы. Существенно и то, что данная станция может работать в паре с расположенной в 60 км от нее к юго-юго-западу Обнинской, имеющей высотную метеорологическую мачту. Те же задачи в Москве выполняет станция Воробьевы горы, функционирующая на территории МГУ им. М. В. Ломоносова (кстати, в промежутках между поездками упомянутая выше передвижная обсерватория пользуется ее приборами). С февраля 2002 г. на ней налажен постоянный контроль основных примесей - озона, оксидов азота, углерода и серы, углеводородов, аэрозолей. А все необходимые радиационные и метеорологические параметры измеряют на находящейся рядом метеостанции МГУ.

ПРОЕКТ GAW TROICA

Потребность мирового научного сообщества в информации о выбросах и циклах движения атмосферных примесей в Северной Евразии достаточно высока. Поэтому


* Мезосфера - слой атмосферы на высоте 50 - 85 км, над стратосферой. Характеризуется понижением температуры с высотой от 0 на нижней границе до -90°С на верхней (прим. ред.).

стр. 25


в ближайшее время, пока не сформирована российская система мониторинга атмосферы, целесообразно развернуть исследования в рамках самостоятельного проекта (под эгидой Всемирной метеорологической организации) "Трансконтинентальные наблюдения атмосферной химии" (Transcontinental Observations Into the Chemistry of the Atmosphere - GAW TROICA). Он будет базироваться на уже действующих у нас станциях и передвижной обсерватории. Включение последней в сферу ответственности Всемирной метеорологической организации будет способствовать вовлечению в эту работу ведущих зарубежных и отечественных научных коллективов.

Пересекая большие территории России, не оказывая собственного влияния на состав атмосферы (в отличие от автомобильных лабораторий), наш поезд-обсерватория дает уникальные сведения о пространственном распределении и интенсивности отечественных городских и промышленных эмиссий, химических процессах в их шлейфах, воздействии загрязнений на природную среду в сельской местности. Благодаря этому метеорологические и гидрологические службы многих стран, в частности евразийских, получат информацию об антропогенных и природных источниках вредных выбросов, процессах их дальнего переноса и фотохимической трансформации, что позволит прогнозировать экстремальные экологические ситуации, изменение состава воздуха, ультрафиолетовой освещенности, радиационного баланса и климата Земли.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Международное-сотрудничество-МОНИТОРИНГ-АТМОСФЕРЫ-ВКЛАД-РОССИИ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Григорий ГалушкоContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Galushko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Международное сотрудничество. МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРЫ: ВКЛАД РОССИИ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Международное-сотрудничество-МОНИТОРИНГ-АТМОСФЕРЫ-ВКЛАД-РОССИИ (date of access: 02.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Григорий Галушко
Portland, United States
543 views rating
18.06.2014 (2724 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
А вообще весь этот кейс с комиками во власти заставил понять, что киношный сценарий разительно отличается от реальной большой политики, где побеждает трезвый, незамутненный запрещенными веществами ум, холодный расчет и опыт – как обязательные составляющие личности, дерзающей определять путь миллионов человек.
Catalog: Разное 
2 days ago · From Naina Kravetz
Когда менять резину на зимнюю в 2021 году?
2 days ago · From Україна Онлайн
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
3 days ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
8 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
9 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
11 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
11 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
11 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
11 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
12 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Международное сотрудничество. МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРЫ: ВКЛАД РОССИИ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones