Международная группа учёных из России, Швейцарии, Италии, Норвегии, Германии и других стран исследовала, как меняется содержание органического аэрозоля в арктической атмосфере, в том числе в зависимости от сезона.

Аэрозоли — взвешенные твёрдые частицы — всегда присутствуют в атмосфере. Помимо неорганических веществ (сульфатов, нитратов, аммония, хлоридов, кальция, чёрного углерода, тяжёлых металлов) аэрозоли содержат органическую фракцию, которая включает частицы, образовавшиеся при лесных пожарах, продукты горения природных топлив, пыльцу и споры растений, продукты органического распада. Органические аэрозоли могут быть природного происхождения и антропогенного. Аэрозоли участвуют в процессах рассеивания солнечного излучения и образования облаков, тем самым они способствуют охлаждению атмосферы и влияют на климат.

Международная группа учёных из России (НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ), Швейцарии (Институт Пауля Шеррера), Италии (Университет Флоренции), Норвегии (Норвежский институт исследования воздуха), Германии (Мюнхенский Центр Гельмгольца) и других стран исследовала, как меняется содержание органического аэрозоля в арктической атмосфере, в том числе в зависимости от сезона. Климатологию органического аэрозоля впервые изучали длительное время — в течение нескольких лет — одновременно на восьми полярных станциях. На этих станциях, в числе которых российская Гидрометеорологическая обсерватория «Тикси» (побережье Карского моря) и Ледовая база «Мыс Баранова» (Северная Земля), одновременно отбирали пробы аэрозолей, а затем проводили химический анализ содержания органической фракции.

Большое количество полярных станций и длительный период наблюдения позволили усреднить результаты измерений, обнаружить общий тренд полярного аэрозоля в целом и выявить годовые циклы содержания его органической фракции. Сезонный тренд определяется особенностью циркуляции атмосферы региона. Летом циркумполярный вихрь* блокирует проникновение воздушных масс с более низких широт так, что концентрация аэрозольных компонентов оказывается низкой. Поэтому в летнее время преобладают естественные выбросы локальных источников, наибольшее влияние оказывает эмиссия океана. Значительны и вторичные биогенные выбросы**. Они изменяют свойства ядер конденсации облаков и способствуют образованию кристаллов льда. Зимой границы циркумполярного вихря спускаются на более низкие широты и в Арктику могут проникать воздушные массы с континента, таким образом регион оказывается под мощным антропогенным воздействием, в основном выбросов, образующихся при сжигании углеводородов (газовые факелы, транспорт, городские эмиссии) в результате переноса на большие расстояния. Так, антропогенный фактор сильнее всего влияет на содержание органических аэрозолей Арктики в холодный период года.

Исследователи утверждают, что полученное всестороннее представление о сезонном содержании арктического органического аэрозоля поможет создать модели, с помощью которых предполагают количественно оценить воздействие антропогенных и природных выбросов на климат Арктики.

Работу вели в рамках программы по арктическому мониторингу (Arctic Monitoring and Assessment Programme — AMAP). Результаты исследования опубликованы в журнале «Nature Geoscience».

По информации пресс-службы МГУ им. М. В. Ломоносова.

Комментарии к статье

* Циркумполярный вихрь, или просто полярный вихрь, — это большая область холодного вращающегося воздуха, которая окружает обе полярные области Земли.

** К биогенным выбросам относится, например, изопрен (C5H8) — преобладающее летучее органическое соединение, выделяемое растительностью.

№5, 2022