Содержание CH4, СО2, СО и δ13C–СH4 в приземном воздухе по измерениям на станции ИФА им. А.М. Обухова РАН в Москве

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Приведены результаты анализа межгодовых, сезонных и суточных вариаций отношений смеси CH4, CO2, CO, бензола и δ13C–СH4 в приземном воздухе г. Москвы по измерениям на станции ИФА им. А.М. Обухова РАН в 2018–2020 гг. Годовой максимум содержания CH4, CO2 и CO (>2.2, 430 и 0.20 млн–1, соответственно) приходится на зимние месяцы в связи с сезонным ростом антропогенной нагрузки от основных источников городского загрязнения – автотранспорта и теплоэнергетического сектора, и уменьшением роли вертикального перемешивания воздуха. Наибольший вклад локальных и удаленных микробных источников в содержание CН4 отмечен в летние месяцы на фоне низких значений δ13C–СH4 (–50…–60‰). Во все сезоны, пики приземных концентраций CH4, CO2 и CO, продолжительностью до нескольких часов, обусловлены переносом от промышленных объектов в В–ЮВ секторе. Рассчитанные средние эмиссионные отношения в городском воздухе составили: CH4/бензол = 0.52–0.54 млн–1/млрд–1, СH4/СО = 0.56–0.75 млн–1/млн–1, СО2/бензол = = 77–93 млн–1/млрд–1, СО2/СО = 81–131 млн–1/млн–1, СО/бензол = 0.65–1.11 млн–1/млрд–1. Приведенные отношения характеризуют преобладающий вклад эмиссий от автотранспорта и теплоэнергетического сектора и могут быть использованы для уточнения абсолютных величин выбросов, в том числе на основе существующих инвентаризаций источников антропогенного загрязнения воздуха.

Об авторах

Е. В. Березина

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

А. В. Васильева

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

К. Б. Моисеенко

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

Н. В. Панкратова

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

А. И. Скороход

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; Университет Вены

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3; Австрия, 1090, Вена, пл. Йозефа Холаубека, 2

И. Б. Беликов

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

В. А. Белоусов

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

А. Ю. Артамонов

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: e_berezina_83@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3

Список литературы

  1. Еланский Н.Ф., Шилкин А.В., Пономарев Н.А., Захарова П.В., Качко М.Д., Поляков Т.И. Пространственно-временные вариации содержания загрязняющих примесей в воздушном бассейне Москвы и их эмиссии // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. С. 92–108. https://doi.org/10.31857/s0002351522010023
  2. Кадыгров Е.Н. Микроволновая радиометрия атмосферного пограничного слоя-метод, аппаратура, результаты измерений // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22. № 7. С. 697–704.
  3. Ammoura L., Xueref-Remy I., Gros V., Baudic A., Bonsang B., Petit J.-E., Perrussel O., Bonnaire N., Sciare J., Chevallier F. Atmospheric measurements of ratios between CO2 and co-emitted species from traffic: a tunnel study in the Paris megacity // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14. P. 12 871–12 882. https://doi.org/10.5194/acp-14-12871-2014
  4. Bakkaloglu S., Lowry D., Fisher R.E., Menoud M., Lanoisell’e M., Chen T., Rockmann, T., Nisbet E.G.A. Stable isotopic signatures of methane from waste sources through atmospheric measurements // Atmos. Environ. 2022. Article 119021.
  5. Berezina E., Moiseenko K., Skorokhod A., Pankratova N.V., Belikov I., Belousov V., Elansky N.F. Impact of VOCs and NOx on Ozone Formation in Moscow // Atmosphere. 2020. V. 11. P. 1262. https://doi.org/10.3390/atmos11111262
  6. Berezina E., Moiseenko K., Vasileva A., Pankratova N., Skorokhod A., Belikov I., Belousov V. Emission Ratios and Source Identification of VOCs in Moscow in 2019–2020 // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 257. https://doi.org/10.3390/ atmos13020257
  7. Berezina E., Vasileva A.; Moiseenko K.; Pankratova N.; Skorokhod A., Belikov I.; Belousov V. Atmospheric CH4 and Its Isotopic Composition (δ 13C) in Urban Environment in the Example of Moscow, Russia. Atmosphere. 2023. V. 14. P. 830. https://doi.org/10.3390/atmos14050830
  8. Canadel J.G., Ciais P., Dhakal S., Dolman H., Friedlingstein P., Gurney K.R., Held A., Jackson R.B., Le Quéré C., Malone E.L., Ojima D.S., Patwardhan A., Peters G.P., Raupach M.R. Interactions of the carbon cycle, human activity, and the climate system: a research portfolio // Curr. Opin. Environ. Sustain. 2010. V. 2. P. 301–311. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2010.08.003
  9. Derwent R.G., Parrish D.D., Simmonds P.G., O’Doherty S.J., Spain T.G. Seasonal cycles in baseline mixing ratios of a large number of trace gases at the Mace Head, Ireland atmospheric research station // Atmos. Env. 2020. V. 233. 117 531.
  10. Dlugokencky E.J., Myers R.C., Lang P.M., Masarie K.A., Crotwell A.M., Thoning K.W., Hall B.D., Elkins J.W., Steele L.P. Conversion of NOAA atmospheric dry air CH4 mole fractions to a gravimetrically prepared standard scale // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D18306. https://doi.org/10.1029/2005JD006035
  11. Fishe, R., Lowry D., Wilkin O., Sriskantharaja S., Nisbet E.G. High-precision, automated stable isotope analysis of atmospheric methane and carbon dioxide using continuous flow isotope-ratio mass spectrometry // Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2006. V. 20. P. 200–208.
  12. GAW WMO. Impacts of megacities on air pollution and climate // Rep. № 205. 2012. P. 298.
  13. Ilyin G.N., Troitsky A.V. Determining the Tropospheric Delay of a Radio Signal by the Radio1metric Method // Radiophysics and Quantum Electronics. 2017. V. 60. № 4. P. 291–299.
  14. Kelvin H.B., Jacob D.J. A new model mechanism for atmospheric oxidation of isoprene: global effects on oxidants, nitrogen oxides, organic products, and secondary organic aerosol // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 9613–9640. https://doi.org/10.5194/acp-19-9613-2019
  15. Levin I., Glatzel-Mattheier H., Marik T., Cuntz M., Schmidt M., Worthy D.E.J. Verification of German methane emission inventories and their recent changes based on atmospheric observations // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 3447–3456.
  16. Lopez M., Sherwood O.A., Dlugokencky E.J., Kessler R., Giroux L. et al. Isotopic signatures of anthropogenic CH4 sources in Alberta, Canada // Atmospheric Environment. 2017. V. 164. P. 280–288. ffhttps://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.06.021
  17. Pankratova N., Skorokhod A., Belikov I., Belousov V., Muravya V., Flint M. Ship-Borne Observations of Atmospheric CH4 and δ13C Isotope Signature in Methane over Arctic Seas in Summer and Autumn 2021 // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 390–458. https://doi.org/10.3390/atmos13030458
  18. Pankratova N., Skorokhod A., Belikov I., Elansky N., Rakitin V., Shtabkin Y., Berezina E. Evidence of atmospheric response to methane emissions from the east Siberian arctic shelf. // Geogr. Environ. Sustain. 2018. V. 11. P. 85–92. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2018-11-1-85-92
  19. Townsend-Small A., Tyler S.C., Pataki D.E., Xu X., Christensen L.E. Isotopic measurements of atmospheric methane in Los Angeles, California, USA: influence of “fugitive” fossil fuel emissions // J. Geophys. Res. Atmos. 2012. V. 117(D7). P. D07308. https://doi.org/10.1029/2011JD016826
  20. Varga T., Fisher R.E., France J.L., Haszpra L., Jull A.J.T., Lowry D. et al. Identification of potential methane source regions in Europe using δ13CCH4 measurements and trajectory modeling // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2021. V. 126. e2020JD033963. https://doi.org/10.1029/2020JD033963
  21. Wennberg P.O., Mui W., Wunch D., Kort E.A., Blake D.R. Atlas E.L., Santoni G.W., Wofsy S.C., Diskin G.S., Joeng S., Fischer M.L. On the sources of methane to the Los Angeles atmosphere // Environ. Sci. Technol. 2012. V. 46. P. 9282–9289. https://doi.org/10.1021/es301138y
  22. Wong K.W., Fu D., Pongetti T.J., Newman S., Kort E.A., Duren R., Hsu Y.-K., Miller C.E., Yung Y.L., Sander S.P. Mapping CH4 : CO2 ratios in Los Angeles with CLARS-FTS from MountWilson // California, Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15. P. 241–252. https://doi.org/10.5194/acp-15-241-2015
  23. Xueref-Remy I., Zazzeri G., Br’eon F.M., Vogel F., Ciais P., Lowry D., Nisbet E.G. Anthropogenic methane plume detection from point sources in the Paris megacity area and characterization of their δ13C signature // Atmos. Environ. 2020. V. 222. 117055. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117055
  24. Zazzeri G., Lowry D., Fisher R.E., France J.L., Lanoisellé M., Grimmond C.S.B., Nisbet E.G. Evaluating methane in-ventories by isotopic analysis in the London region // Sci. Rep. 2017. V. 7. 4854. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04802-6


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».