ВИП ГЗ
Важнейший инновационный проект государственного значения
«Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ»
(Постановление правительства РФ от 29.10.2022 № 3240-р)

Научно – исследовательская работа

«Исследование пространственно-временной динамики концентрации и потоков парниковых газов на территории Западной Сибири с помощью стационарных и мобильных комплексов»
Российско-японская сеть мониторинга парниковых газов JR-STATION

   Наблюдения за концентрациями CO2 и CH4 в приземном слое атмосферы на территории Западной Сибири проводятся на сети JR-STATION (Japan-Russia Siberian Tall Tower Inland Observation Network). Данная сеть была создана в рамках международного российско-японского сотрудничества между Институтом оптики атмосферы им. В.Е. Зуева (ИАО СО РАН) и Национальным институтом исследований окружающей среды (NIES, г. Цукуба, Япония).
   Отбор проб воздуха ведется, как правило, с двух высотных уровней, причем верхний ограничен фактической высотой мачты, а нижний всегда располагается над верхним срезом окружающей древесной растительности (от 15 до 40 м). По системе трубок и переключающих клапанов воздух, предварительно осушенный, непрерывно подается к газоанализаторам согласно установленному графику. Измерения концентраций проводятся ежечасно для каждого из высотных уровней, а два раза в сутки производится процедура калибровки по трем ПГС. В целях экономии дорогостоящих «стандартов» также осуществляется ежечасная калибровка по опорной газовой смеси, которая периодически закачивается в 2 баллона из окружающей атмосферы, представляя, таким образом, дополнительный возобновляемый «стандарт».                           

   Станции оснащены однотипным оборудованием.


   Все ПГС, установленные на станциях, изготовлены в Национальном институте исследований окружающей среды (NIES, Япония).

   Две другие площадки расположены на Иксинском болоте, представляющем собой северо-восточный отрог Большого Васюганского болота. Примерно в 16 км от с. Плотниково Бакчарского района Томской области, на стационаре Института почвоведения и агрохимии СО РАН (56°51’29” N, 82°50’91” E). Площадка 1 в грядово-мочажинном комплексе нетронутого болота. Площадка 2 находится на краю нарушенного (мелиорированного в советское время) болота. На обеих площадках были установлены одинаковые измерительные комплексы. В 2009 году комплекс на площадке 2 был уничтожен и восстановлен в 2019 году.

   В составе растительного покрова на обеих площадках присутствуют низкорослые сосны (Pinus sylvestris f. willkommii) высотой 50 см. Травяно-кустарничковый ярус представлен багульником (Ledumpalustre L.) и кочками пушицы (Eriophorum vaginatum Lю), встречается клюква (Oxycoccus microcarpus Turcz.). Моховой покров сплошной, состоит в основном из Sphagnum fuscum Klinggr. и Sph. angustifolium C. Jens.                                    


   Все ПГС, установленные на станциях, изготовлены в Национальном институте исследований окружающей среды (NIES, Япония).               
Основные публикации
1. Barkley M. P., Monks P. S., Hewitt A. J., Machida T., Desai A., Vinnichenko N., Nakazawa T., Arshinov M. Yu, Fedoseev N., Watai T. Assessing the near surface sensitivity of SCIAMACHY atmospheric CO2 retrieved using (FSI) WFM-DOAS. // Atmos. Chem. Phys.., 2007, v.7, N 13 , p. 3597-3619.

2. Sasakawa M., Shimoyama K., Machida T., Tsuda N., Suto H., Arshinov M., Davidov D., Fofonov A., Krasnov O., Saeki T., Koyama Y., Maksyutov S. Continuous Measurement of Methane Concentration using 9-tower Network over Siberia // Tellus B. 2010. V.62. № 5. P.403-416.

3. Watai T., Machida T., Shimoyama K., Krasnov O., Yamamoto M., Inoue G. Development of an Atmospheric Carbon Dioxide Standard Gas Saving System and Its Application to a Measurement at a Site in the West Siberian Forest // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2010. V. 27. № 5. P.843–855.

4. Machida T., Sasakawa M., Shimoyama K., Arshinov M, Davydov D., Fofonov A., Krasnov O., Fedoseev N., Tsuda N., Mitin S., Suto H., Katsumata K., Tsuda N., Nakazawa T., Maksyutov S. Temporal and spatial distributions of atmospheric greenhouse gases over Siberia (на японском языке) // Low Temperature Science. 2010. V. 68. P.9-19. 5. Sasakawa M. , Ito A., Machida T., Tsuda N. , Niwa Y. , Davydov D. , Fofonov A. , Arshinov M. Annual variation of methane emissions from forested bogs in West Siberia (2005–2009): a case of high CH4 and precipitation rate in the summer of 2007 // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2010. V.10. N11. P.27759-27776.

6. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Креков Г.М., Фофонов А.В., Бабченко С.В., Inoue G., Machida T., Maksutov Sh., Sasakawa M., Shimoyama K. Динамика вертикального распределения парниковых газов в атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т.25. №12. С.1051-1061.

7. Sasakawa M., Ito A., Machida T., Tsuda N., Niwa Y., Davydov D., Fofonov A., and Arshinov M. Annual variation of CH4 emissions from the middle taiga in West Siberian Lowland (2005-2009): a case of high CH4 flux and precipitation rate in the summer of 2007 // Tellus B. 2012. V.64. 17514. DOI: 10.3402/tellusb.v64i0.17514.

8. Saeki T., Maksyutov S., M. Sasakawa, Machida T., Arshinov M., Tans P., Conway T. J., Saito M., Valsala V., Oda T., Andres R. J., Belikov D. Carbon flux estimation for Siberia by inverse modeling constrained by aircraft and tower CO2 measurements // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V.118. Is.2. P.1100-1122. DOI: 10.1002/jgrd.50127.

9. Sasakawa M., Machida T., Tsuda N., Arshinov M., Davydov D., Fofonov A., Krasnov O. Aircraft and tower measurements of CO2 concentration in the planetary boundary layer and the lower free troposphere over southern taiga in West Siberia: Long-term records from 2002 to 2011 // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V.118. Is.16. P.9489-9498. DOI: 10.1002/jgrd.50755.

10. Berchet A., Pison I., Chevallier F., Paris J.-D., Bousquet P., Bonne J.-L., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Cressot C., Davydov D.K., Dlugokencky E.J., Fofonov A.V., Galanin A., Lavric J., Machida T., Parker R., Sasakawa M., Spahni R., Stocker B.D., Winderlich J. Natural and anthropogenic methane fluxes in Eurasia: a meso-scale quantification by generalized atmospheric inversion // Biogeosciences. 2015. V.12. N18. P. 5393-5414.

11. Ono A., Hayashida S., Sugita T., Machida T., Sasakawa M., and Arshinov M. Comparison of GOSAT SWIR and aircraft measurements of XCH4 over West Siberia // Scientific Online Letters on the Atmosphere. 2015. V11. №12. P. 160?164.

12. Kim J., Kim H. M., Cho C.-H., Boo K.-O., Jacobson A. R., Sasakawa M., Machida T., Arshinov M., and Fedoseev N.: Impact of Siberian observations on the optimization of surface CO2 flux, Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-2015-875, in review, 2016.

13. Sasakawa M., Machida T., Ishijima K., Arshinov M., Patra P. K., Ito A., Aoki S., Petrov V. Temporal characteristics of CH4 vertical profiles observed in the West Siberian Lowland over Surgut from 1993 to 2015 and Novosibirsk from 1997 to 2015 // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2017. V. 122. N20. P.11261–11273.

14. Belikov D., Arshinov M., Belan B., Davydov D., Fofonov A. Sasakawa Motoki, Machida Toshinobu Analysis of the diurnal, weekly, and seasonal cycles and annual trends in atmospheric CO2 and CH4 at tower network in Siberia during 2005–2016 // Atmosphere. 2019. V10. N11. 689; https://doi.org/10.3390/atmos10110689.