Автор: Александр Бурмистров
Опубликовано: 19.11.2021, 15:18
 

Сверху виднее: сибирские ученые исследуют концентрацию парниковых газов в атмосфере с самолета-лаборатории


80 километров от Новосибирска на юго-запад: почти 100 000 гектаров леса на берегу Оби. Каждый месяц над Караканским бором пролетает исследовательский самолет. Ученые из Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН в двадцатых числах каждого месяца измеряют концентрацию парниковых газов над югом Западной Сибири. Что именно изучают специалисты, и каковы результаты последних исследований? Об этом "Научной России" рассказал заведующий лабораторией климатологии атмосферного состава ИОА СО РАН, доктор физико-математических наук Борис Денисович Белан.

Пробные полеты, в которых измерялись разные параметры атмосферы с борта самолета, начались еще в 70-х годах, к началу 80-х это стали достаточно регулярные исследования. Сначала на Ил-14, потом Ан-30. Когда они отлетали свой срок, на смену пришел самолет-лаборатория Ту-134 "Оптик". На нем выполняется большинство научных вылетов сибирских ученых, хотя и его срок работы подошел к концу. Теперь самолет ежегодно должен проходить аттестацию. Сегодня его основная работа - это российско-японский проект по исследованию вертикального распространения парниковых газов над югом Западной Сибири.

"Проект запустили в июле 1997 года. Мы ежемесячно летаем над одним и тем же районом - это Караканский бор юго-западнее Новосибирска - в 20-х числах месяца, с одинаковым временным интервалом. Чтобы оценить газообмен между почвой и атмосферой вылеты совершаются в полдень, когда наиболее развит турбулентный обмен", - рассказывает Борис Белан.

С помощью приборов самолета-лаборатории ученые измеряют концентрацию газов, которые поступают в воздух из природных источников и выбрасываются из антропогенных. По уровню влияния на парниковый эффект их можно выстроить в определенной иерархии. Основной парниковый газ - Н2О. На втором месте СО2 - углекислый газ. Затем метан, закись азота - СН4, N2O и озон - O3.

Параллельно комплекс оборудования исследует дисперсный и химический состав аэрозольных частиц. Частицы забираются на фильтрах в лаборатории, где проводится их химический анализ. К этим работам института подключены и биологи научного центра "Вектор", которые выяснили, что в воздухе, даже на высотах в 7, 9 и 11 тысяч метров остаются микробы, бактерии, вирусы и грибы, которые после возвращения на Землю, после замороженного состояния начинают оживать.

Основные опасения, которые сегодня приносят исследования парниковых газов - это летний рост концентрации углекислого газа в пограничном слое, там, где его должна поглощать растительность. Такие изменения впервые заметили в 2005 году, а сегодня разница концентраций СО2 на высоте в 7 километров и в пограничном слое до двух километров уменьшилась в несколько раз.

"Мы искали связь между выбросами углекислого газа и факторами, которые сразу бросаются в глаза: это вырубка лесов, пожары, метеорология, и пока не нашли причины роста концентрации СО2 в этом регионе. Наземные станции, которые установлены по всей Западной Сибири, тоже показывают такой рост, но только над южными районами", - отметил Борис Белан.

Сейчас ученые пришли к выводу, что рост выбросов углекислого газа связан с деятельностью человека, и концентрация выросла настолько, что леса подошли к пределу возможностей поглощения. Это основная версия, которую рассматривают сибирские ученые, хотя не исключают, что причина может заключаться в чем-то другом. При этом, смотря на динамику в рамках круглогодичных циклов, видно, что рост выбросов СО2 в России не превышает мировой уровень. Особенность в том, что именно летом растительность перестала или уменьшила поглощение углекислого газа.

Другие исследования показывают, что немалая часть парниковых газов, которые фиксируют на территории России, поступают из зарубежных стран. До последнего момента в Институте обрабатывали информацию, которую ученые получили, работая над российско-французским проектом ЯК-Аэросиб (YAK-AEROSIB). Данные собирали в десяти летных кампаниях с 2002 до 2017 года на маршруте Новосибирск-Мирный-Якутск-Братск-Новосибирск. Самолет-лаборатория поднимался до восьми километров и спускался на минимально возможную высоту - траектория "пилы" позволила построить модели, которые показали, что много углекислого газа поступает в Сибирь из Китая. При этом часть парниковых газов доходит транзитом через Сибирь до Северного Ледовитого океана.

В 2019 году институт выиграл грант Минобрнауки по арктическим исследованиям. Впервые в истории СССР и России удалось измерить состав тропосферы над всей Арктикой. В сентябре 2020 года на Ту-134 "Оптик" ученые пролетели над Баренцевым, Карским, Восточно-Сибирским, Чукотским морями и морем Лаптевых. "Благо, что есть Северный Ледовитый океан - там СО2 очень хорошо поглощается: уровень углекислого газа в приводном слое над морями на 12-15 ppm меньше, чем в приземном слое воздуха над сушей в этот период", - говорит Борис Белан.

Он отмечает, что большие опасения связаны с "метановой бомбой" - многолетняя мерзлота тает и выпускает метан, объемы которого в Арктике больше, чем над прибрежными территориями. В отличие от исследований, которые проводили на кораблях, измерения с самолета показали, что наибольшая концентрация метана оказалась над Карским и Баренцевым морями. Хотя океанологи говорили, что основные выбросы должны быть над Восточно-Сибирским, Чукотским и морем Лаптевых.

Проблема в том, что в период эксперимента в зоне исследований оказались выбросы, которые принесло с Аляски. Были и потоки, которые пришли с побережья на территорию над Баренцевым и Карским морями, где обнаружена наибольшая концентрация. Ученые выясняют происхождение парниковых газов: морское оно или береговое, ведь термокарстовые озера к югу от Карского моря по ряду данных выделяют на порядок больше метана, чем морская вода.

На новые вопросы в области изучения атмосферы могут ответить последующие исследования. Борис Белан говорит, что зондировать территорию Арктики необходимо хотя бы 4 раза в год.

 
Ссылки по теме:
Дайджест прессы за 19 ноября 2021 года | Дайджест публикаций за 19 ноября 2021 года
Авторские права на данный материал принадлежат сайту «Научная Россия». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

Комментарии к новости