АЭРОЗОЛИ СИБИРИ
Координаторы: акад. Зуев В.Е., д-р физ.-мат. наук Куценогий К. П.
Исполнители: ИВМиМГ, ИВТ, ИВЭП, ИГиЛ, ИК, ИЛ, ИНХ, ИОА, ИСЭМ, ИТ, ИХКГ, ИХН, ЛИН, ИЯФ, КемНЦ СО РАН, ИА ФЦВМ “Вектор”, СГГА
Разработана новая методика с использованием цифровой стереофотограмметрии и ГИС-технологии для изучения динамики распространения аэрозольного облака в условиях неоднородности, а также нестационарности поля скоростей воздушных масс. Впервые в мире получена цифровая модель распространения облака аэрозольных частиц. На рис. 1 представлено аэрозольное облако от генератора регулируемой дисперсности (слева) и компьютерная модель, полученная методом цифровой стереофотограмметрии и ГИС-технологий. Метод цифровой стереофотограмметрии позволяет получать детальную информацию о локальных неоднородностях, возникающих в структурах заданного масштаба, а также о развитии их во времени. На представленном рисунке видны участки, как обусловленные процессами истечения из генератора, так и сформированные турбулентным состоянием атмосферы.
|
Рис. 1. Фотография дыма (слева) и его компьютерная модель (справа).
Fig. 1. The picture of the aerosol plume (left) and its the computer model (right). |
Модели облаков аэрозольных частиц, получаемые анализом стереопар цифровых фотоснимков, необходимы для корректного получения начальных условий, используемых для описания процессов переноса аэрозолей и в локальном, и в глобальном масштабе. Использование стандартного источника аэрозоля — генератора регулируемой дисперсности в сочетании с предложенным методом позволяет строить корректные модели и изучать распространение облака аэрозольных частиц с известными спектром размеров, химическим составом, мощностью эмиссии и типом источника — точечного или линейного, а также обладающего заданной скоростью относительно подстилающей поверхности.
На территории Сибири созданы основы системы комплексного мониторинга атмосферных аэрозолей (рис. 2, слева), позволяющей идентифицировать источники техногенной нагрузки локального, регионального и глобального масштаба и изучать химический состав, физические характеристики и пространственно-временное распределение аэрозольных частиц. Для сравнения на рис. 2, справа, приведена система комплексного мониторинга в северном полушарии для изучения дальнего переноса техногенных аэрозолей в Арктику к началу 1991 г.
|
|
Рис. 2. Карты мониторинга атмосферных аэрозолей в Сибири (2002 г.) и в Северном полушарии (1991 г.).
Fig. 2. The maps of the monitoring systems of atmospheric aerosol in Siberia (2002) and in northern hemisphere (1991). |
Показано, что применение мониторинга концентрации тяжелых элементов и трассеров в сочетании с корреляционным анализом, методом траекторий воздушных масс и численным моделированием позволяет надежно устанавливать источники загрязнений и прогнозировать процессы переноса и карты выпадений.
По результатам расчетов эмиссии аэрозолей от нескольких тысяч распределенных промышленных источников Кузбасса (рис. 3) установлена интенсивность техногенной нагрузки на площади в 400 км2. Полученные данные важны для прогнозирования выпадения загрязнений, социальной политики и землепользования.
|
Рис. 3. Распределение среднегодового выпадения твердых частиц, выбрасываемых в атмосферу
промышленными городами Кузбасса.
Fig. 3. Distribution the solid particles deposition for year from the emissions of Kuzbass industries cities. |
Список основных публикаций
- Y. N. Samsonov, L. M. Pokrovskii. Sensitized Photodecomposition of High Disperse Pesticide Chemicals Exposed to Sunlight or Irradiation from Halogen or Mercury Lamp// Atmospheric Environment, 2001. v. 35. p. 2133—2141.
- Л. К. Трубина, К. П. Куценогий. Использование цифровой стереофотограмметрии и ГИС-технологий для описания динамической неоднородности подстилающей поверхности// Оптика атмосферы и океана. 2002. т. 15, № 5—6. с. 511—514.
- Б. С. Смоляков. Проблема кислотных выпадений в Западной Сибири// Химия в интересах устойчивого развития. 2002. т. 10, № 5. с. 521—546.
- И. С. Андреева, А. И. Бородулин, Г. А. Буряк, В. А. Жуков, С. В. Зыков, В. В. Марченко, Ю. В. Марченко, С. Е. Олькин, В. А. Петрищенко, О. В. Пьянков, И. К. Резникова, В. Е. Репин, А. С. Сафатов, А. Н. Сергеев, В. Ф. Рапута, В. В. Пененко, Е. А. Цветова, М. Ю. Аршинов, Б. Д. Белан, М. В. Панченко, А. Н. Анкилов, А. М. Бакланов, А. Л. Власенко, К. П. Куценогий, В. И. Макаров, Т. В. Чуркина. Биогенная компонента атмосферного аэрозоля на юге Западной Сибири// Там же. С. 547—561.
- А. А. Быков, Е. Л. Счастливцев, С. Г. Пушкин, М. Ю. Климович. Разработка и апробация локальной модели выпадения загрязняющих веществ промышленного происхождения из атмосферы на подстилающую поверхность// Там же. С. 563—573.
- Л. П. Голобокова, Н. А. Кобелева, В. Л. Макухин, О. Г. Нецветаева, В. А. Оболкин, Т. В. Ходжер. Некоторые результаты экспериментальных наблюдений и математического моделирования распределения подкисляющих атмосферных примесей в регионе Южного Байкала// Там же. 2002. № 10. С. 575—583.
- В. С. Захаренко, В. Н. Пармон. Деструктивная фотосорбция галогенсодержащих углеводородов в условиях тропосферы компонентами твердого атмосферного аэрозоля// Там же. С. 585—592.
- В. П. Иванов, С. Н. Трухан, Д. И. Кочубей, Н. О. Гецветаева, Т. В. Ходжер. Анализ поверхностных слоев частиц атмосферных аэрозолей Восточной Сибири методом вторичной ионной масс-спектрометрии// Там же. С. 593—600.
- В. В. Кривенцов, А. Н. Шмаков, В. П. Иванов, С. Н. Трухан, Д. И. Кочубей, О. Г. Нецветаева, Т. В. Ходжер. Исследование атмосферных аэрозолей методами рентгеновской дифракции и рентгеновской спектроскопии поглощения с использованием синхротронного излучения// Там же. С. 609—613.
- К. П. Куценогий, А. И. Смирнова, Б. С. Смоляков, Т. В. Чуркина. Методика оценки мощности выбросов удаленных промышленных источников// Там же. с. 615—626.
- П. К. Куценогий. Сезонная изменчивость суточного цикла массовой концентрации субмикронной фракции континентального атмосферного аэрозоля удаленных территорий// Там же. с. 627—635.
- Е. В. Кучменко, А. В. Кейко, М. С. Зароднюк. Термодинамическое моделирование обводнения аэрозолей в атмосфере// Там же. с. 637—641.
- В. В. Малахов, А. А. Власов, Л. С. Довлитова. Определение фазового состава атмосферных аэрозолей безэталонным стехиографическим методом дифференцирующего растворения// Там же. С. 643—650.
- В. М. Мальбахов, В. А. Шлычков. Влияние конвекции на обмен газоаэрозольных эмиссий между подстилающей поверхностью и атмосферой// Там же. С. 651—657.
- Ю. М. Полищук, О. С. Токарева. Методика оценки воздействия техногенного химического загрязнения атмосферы на лесоболотные комплексы в нефтедобывающих районах Западной Сибири// Там же. С. 659—668.
- В. Ф. Рапута, В. В. Коковкин. Методы интерпретации данных мониторинга загрязнения снежного покрова// Там же. С. 669—682.
- В. Ф. Рапута, В. В. Коковкин, О. В. Шуваева, А. П. Садовский, С. Е. Олькин, С. В. Морозов. Контроль аэрозольных выбросов в окрестности автотрасс// Там же. С. 683—689.
- В. Ф. Рапута, О. В. Шуваева, В. В. Коковкин, С. Г. Шурухин, О. А. Воробьева. Анализ аэрозольного загрязнения в районе Новосибирского оловокомбината// Там же. С. 691—697.
- Т. В. Ходжер, М. Ю. Семенов., В. А. Оболкин, В. М. Домышева, Л. П. Голобокова, Н. А. Кобелева, О. Г. Нецветаева, В. Л. Потемкин, М. В. Сергеева. Мониторинг кислотных выпадений в Байкальском регионе// Там же. С. 699—705.
Оглавление |
Далее
|