A. Berchet,a, I. Pison, F. Chevallier, J.-D. Paris, P. Bousquet, J.-L. Bonne, M. Y. Arshinov, B. D. Belan,
C. Cressot, D. K. Davydov, E. J. Dlugokencky, A. V. Fofonov, A. Galanin, J. Lavricˇ, T. Machida, R. Parker,
M. Sasakawa, R. Spahni, B. D. Stocker, and J. Winderlich
Eight surface observation sites providing quasi-
continuous measurements of atmospheric methane mixing
ratios have been operated since the mid-2000’s in Siberia. For
the first time in a single work, we assimilate 1 year of these in
situ observations in an atmospheric inversion. Our objective
is to quantify methane surface fluxes from anthropogenic and
wetland sources at the mesoscale in the Siberian lowlands for
the year 2010. To do so, we first inquire about the way the
inversion uses the observations and the way the fluxes are
constrained by the observation sites. As atmospheric inver-
sions at the mesoscale suffer from mis-quantified sources of
uncertainties, we follow recent innovations in inversion tech-
niques and use a new inversion approach which quantifies
the uncertainties more objectively than the previous inver-
sion systems. We find that, due to errors in the representation
of the atmospheric transport and redundant pieces of infor-
mation, only one observation every few days is found valu-
able by the inversion. The remaining high-resolution quasi-
continuous signal is representative of very local emission
patterns difficult to analyse with a mesoscale system. An
analysis of the use of information by the inversion also re-
veals that the observation sites constrain methane emissions
within a radius of 500 km. More observation sites than the
ones currently in operation are then necessary to constrain
the whole Siberian lowlands. Still, the fluxes within the con-
strained areas are quantified with objectified uncertainties.
Finally, the tolerance intervals for posterior methane fluxes
are of roughly 20 % (resp. 50 %) of the fluxes for anthro-
pogenic (resp. wetland) sources. About 50–70 % of Siberian
lowlands emissions are constrained by the inversion on av-
erage on an annual basis. Extrapolating the figures on the
constrained areas to the whole Siberian lowlands, we find a
regional methane budget of 5–28 TgCH4 for the year 2010,
i.e. 1–5 % of the global methane emissions. As very few in
situ observations are available in the region of interest, ob-
servations of methane total columns from the Greenhouse
Gas Observing SATellite (GOSAT) are tentatively used for
the evaluation of the inversion results, but they exhibit only a
marginal signal from the fluxes within the region of interest.
Results of joint measurements of height profiles of wind velocity and direction by the Stream Line
pulse coherent Doppler lidar and RS922SGP radiosonde in Tomsk from 23 to 27 of September, 2013, are pree
sented. It has been established that wind profiles can be retrieved up to heights from 400 to 1100 m depending
on the aerosol concentration in the atmospheric boundary layer from lidar data measured at an elevation angle
of 45°. It is shown that the coefficient of correlation between lidar and radiosonde measurements of wind velocc
ity and direction is equal to 0.97. The mathematical expectation and standard deviation of the difference
between estimates for the wind velocity and direction from the radiosonde and lidar data amount to 0.1 and 0.7
m/s, respectively, for the velocity and 0.8° and 4°, respectively, for the wind direction.
Представлены результаты определения радиационного баланса и его составляющих для г. Томска
в период 2004–2005 гг. Показано, что бульшую часть года радиационный баланс г. Томска положительный,
а с ноября по январь имеет отрицательные значения. Максимум наблюдается в июне и равен 176 Вт/м2
в 2004 г. и 167 Вт/м2 в 2005 г. Минимум отмечается в декабре и равняется –26 Вт/м2 в 2004 г.
и –41 Вт/м2 в 2005 г.
Ключевые слова: город, радиационный баланс, эффективное излучение, суммарная радиация, альбедо;
city, radiation balance, effective radiation, total radiation, albedo.
Выполнено исследование теплового баланса г. Томска за период 2004–2005 гг. Рассчитаны поток тепла
в почву и антропогенный поток тепла. Сделаны оценки энергетического вклада фазовых переходов воды
в общий тепловой баланс.
Показано, что с марта по сентябрь основной приход тепла происходит за счет радиационных состав-
ляющих (75–100%), c декабря по февраль – в основном за счет турбулентного потока тепла и составляет от
40 до 85% от общего баланса. В осенний период перед установлением снежного покрова существенное зна-
чение в приходной части имеет поток тепла из почвы, который увеличивает турбулентный поток тепла в ат-
мосферу.
В теплый период года расход тепла распределяется между турбулентным потоком тепла и затратами
на испарение воды (50/50%). Сравнительно небольшой вклад вносит уходящее тепло в почву (не больше
10% от общих затрат). Весной в расходной части появляются затраты тепла на таяние снежного покрова,
которые в отдельные месяцы могут достигать 50% от общего расхода. Зимой основные затраты тепла при-
ходятся на радиационные составляющие.
Ключевые слова: город, тепловой баланс, турбулентный поток, антропогенный поток, скорость испа-
рения; city, thermal balance, turbulent flow, anthropogenic flow, evaporation rate.
Т.К. Скляднева, Г.А. Ивлев, Б.Д. Белан, М.Ю. Аршинов,
Д.В. Симоненков
Представлены результаты анализа радиационного режима г. Томска в период дымной мглы от лесных
пожаров в июле 2012 г. Показано, что при наличии дымной мглы суммарная солнечная радиация ослабляется
в среднем на 45%, а ультрафиолетовая – на 60–65% по сравнению с аналогичными условиями в дни с типичным
уровнем содержания аэрозоля для г. Томска. Сделаны оценки ослабления суммарной и ультрафиолетовой ра-
диации при разной интенсивности дымной мглы. Определены параметры аэрозоля дымной мглы, влияющей на
поглощение солнечной радиации. При сильном задымлении ослабление суммарной радиации достигало 70%
и наблюдалось практически полное ослабление УФ-радиации.
Неумолимый рост количества автомобилей неизбежно приводит к увеличению выбросов загрязняяющих веществ в атмосферу.
Одним из вариантов решения этой проблемы является перевод автоотранспорта на газомоторное топливо,
что позволит не только снизить затраты на заправку трансспортных средств, но и значительно сократить выбросы продуктов сгорания топлива.
Авторы статьи рассуждают о том, какой из видов газового топлива целесообразно использовать и как сократить наагрузку на окружающую среду и человека.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 85, № 3, с. 233–239
Radiation balance and its components are determined for Tomsk during 2004–2005. The radiaa
tion balance for Tomsk is shown to be positive for the most part of the year, and has negative values from
November to January. The maxima are observed in June and equal 176 W/m2 in 2004 and 167 W/m2 in 2005.
The minima are observed in December, with magnitudes of –26 W/ m2 in 2004 and –41 W/ m2 in 2005.
Keywords: city, radiation balance, effective radiation, total radiation, albedo
The thermal balance of Tomsk for the period of 2004–2005 is studied. Heat flux to the soil and
anthropogenic heat flux are calculated. The energy contribution of phase transitions of water to the net therr
mal balance is estimated. It is shown that heat is mainly gained due to radiation components (75–100%) from
March to September; and from December to February the main contributor is turbulent heat flux, accounting
for from 40 to 85% of the net balance. During the autumn period, before formation of snow cover, an imporr
tant role in the incoming part is played by the heat flux from the soil, acting to increase the turbulent heat flux
to the atmosphere. During the warm period, the heat loss is partitioned between the turbulent heat flux and
heat losses due to water evaporation (50/50%). Heat lost to the soil makes a relatively small (no more than
10% of the total losses) contribution. In spring, on the expenditure side, there are heat losses due to snow
cover melting, which can reach 50% of the total loss, in separate months. Wintertime heat losses are domii
nated by radiation components.
Keywords: city, thermal balance, turbulent flux, anthropogenic flux, evaporation rate
Приводится анализ счетного распределения атмосферных наночастиц с целью расчета скоростей обра-
зования и роста частиц во время нуклеационных всплесков, наблюдаемых в приземном слое атмосферы За-
падной Сибири. Расчеты показали, что за период с марта 2010 г. по август 2014 г. включительно скорости
образования варьировали от 0,1 до 3,55 см–3 с–1, а скорости роста – от 0,26 до 53,04 нм ч–1. Результаты
длительных непрерывных наблюдений, проведенных в последние годы на двух сибирских станциях монито-
ринга атмосферы, указывают на их схожесть с повторяемостью и характеристиками нуклеационных вспле-
сков, регистрируемых в других районах бореального пояса. Полученные статистические данные о нуклеаци-
онных всплесках могут быть использованы при моделировании климатических изменений и для развития
методов их идентификации на глобальном уровне с использованием спутниковых данных.
Ключевые слова: нуклеационные всплески, образование новых частиц, скорость образования, скорость роста, наночастицы; nucleation bursts, new particle formation, formation rate, growth rate, nanoparticles.
Исследуется состав алканов линейного строения в пробах атмосферных аэрозолей, отобранных с борта
самолета-лаборатории Ту-134 «Оптик» в свободной атмосфере (500–8500 м) и в приземном слое воздуха (2 м)
вблизи вышек проекта JR-STATION. Показано, что гомологический ряд н-алканов аэрозольных проб, ото-
бранных с борта самолета-лаборатории, составляют соединения с 12–28 атомами углерода, а проб, отобран-
ных в приземном слое, – соединения с 14–30 атомами углерода в молекуле.
Исследуется годовой ход концентрации органической составляющей атмосферного аэрозоля, отобранного
с борта самолета-лаборатории Ту-134 «Оптик» в слое атмосферы 500–8500 м. Выявлено, что наибольшая кон-
центрация органической компоненты в составе аэрозоля наблюдается весной, наименьшая – осенью. В составе
аэрозольных частиц обнаруживаются соединения от С8Н18 до С35Н72. Наиболее широкий диапазон в зимний
период (от С12Н26 до С35Н72) и весной (С8Н18–С31Н64). Летом (С18Н38–С33Н68) и осенью (С16Н34–С31Н64) он
заметно уже. В течение всего года в составе аэрозоля доминирует одна мода (н-алкан состава С20Н42). В лет-
ний период появляется вторичный максимум, приходящийся на н-алкан состава С29Н60.
Открыть (7 Mb)