2006 году в рамках совместного проекта России и Германии в сибирской тайге поставили трехсотметровую мачту ZOTTO, чтобы с ее помощью наблюдать за динамикой парниковых газов в атмосфере.
Мачта расположена в малонаселенной местности, на расстоянии более 600 километров от города Красноярска – так она достаточно удалена от промышленных и жилых центров, и позволяет исследовать вклад таежных экосистем в глобальный цикл углерода. С другой стороны, чувствительная аппаратура и непрерывные наблюдения дают возможность оценить, как загрязняющие воздух вещества распространяются над территорией Сибири.
«За пять лет исследований на станции отобрали почти 300 проб, в которых определяли содержание в воздухе частиц диаметром меньше 10 микрон, практически непрерывно измеряли концентрации угарного газа, метеорологических параметров. Подобные детальные измерения на высоте 300 метров над нетронутой тайгой позволяют получать интегральную информацию о том, что происходит в приземных слоях атмосферы в центральной Сибири», – пояснил Алексей Панов, кандидат биологических наук и старший научный сотрудник Института леса им. В.М. Сукачева Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН).
Сейчас в журнале Atmospheric Chemistry and Physics Алексей Панов и его коллеги опубликовали статью с результатами пятилетнего мониторинга загрязнения воздуха. В целом в период с 2010 по 2014 годы качество атмосферного воздуха в отдельные даты отличалось от очень чистого до достаточно грязного, когда в атмосфере присутствовало много аэрозольных частиц.
Оказалось, что большую часть года даже в труднодоступных районах Сибири воздух содержит следы природных или промышленных выбросов. Самыми чистыми были пробы, которые брали летом: видимо, в это время года распространение по воздуху мелкодисперсных частиц контролируется осадками – дождь их просто осаждает. Зимой же только четверть проб можно было отнести к чистым. В остальное время в воздухе наблюдались следы промышленных выбросов.
С помощью програмaмных алгоритмов авторы работы смогли определить, каким должен быть фоновый уровень присутствия в таежном воздухе загрязняющих веществ. По этим данным они выделили чистые и загрязненные периоды. Для некоторых случаев сильного загрязнения ученые оценили перенос воздушных масс и источники выбросов.
Так, зимой периоды значительного загрязнения были связаны с погодными условиями, препятствующими рассеиванию примесей, и ветрами, которые приносили загрязненный воздух из промышленных районов западной и центральной Сибири. Летом наибольший вклад в загрязнение воздуха вносили лесные пожары. В периоды межсезонья – весной и осенью – достигающие средней тайги выбросы углерода и аэрозольных частиц были связаны с сельскохозяйственными пожарами в южных степях Сибири и Казахстана и деятельностью промышленных предприятий.
«Один из неожиданных результатов исследования – в летнее время, в те дни, когда уровень загрязнений был минимальным, нам удалось обнаружить в воздухе сигнал выбросов из нефтедобывающего регионов Западной Сибири. Попадая в атмосферу, соединения углерода и другие загрязняющие вещества разносятся на большие расстояния», – добавил один из основных авторов исследования, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой «Физика атмосферы», профессор Санкт-Петербургского государственного университета Евгений Михайлов.
Исследователи отмечают, что мачта ZOTTO как часть международной сети мониторинга высотными мачтами крайне важна для дальнейших наблюдений за составом атмосферы и изменяющимся климатом. Так, присутствие в воздухе аэрозольных частиц может оказывать влияние на образование облаков, количество осадков, соотношение поглощенного и излученного поверхностью планеты тепла. То есть между загрязнением атмосферы и климатом может оказаться сложная взаимосвязь, и понять ее мы можем именно благодаря подобным уникальным установкам и тем, кто на них работает.
