Диссертация - Антропогенный аэрозоль над морями Северного Ледовитого океана
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...1
ГЛАВА 1. АТМОСФЕРА - ОДИН ИЗ КАНАЛОВ ПОСТУПЛЕНИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВЕЩЕСТВА В АРКТИКУ (ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ)...9
1.1. Перенос воздушных масс и примесей в северной полярной области в разные сезоны года...9
1.1.1. метеорологические характеристики арктической атмосферы...10
1.1.2. синоптические процессы и перенос воздушных масс...15
1.1.3. осаждение аэрозольных примесей на поверхность...20
1.1.4. возможности дальнего переноса примесей в Арктику...23
1.2. Микроэлементы в составе арктического аэрозоля (экспериментальные результаты)...26
1.2.1. химические элементы различной природы...26
1.2.2. сезонные изменения атмосферных концентраций элементов разной природы...33
1.2.3. уровень атмосферных концентраций микроэлементов в Арктике и их долговременные изменения...39
1.2.4. выпадение антропогенных микроэлементов на поверхность в Арктике...46
1.3. Антропогенная эмиссия микроэлементов в атмосферу...51
1.4. Воздействие антропогенных микроэлементов на окружающую среду в Арктике...59
1.5. Выводы из главы 1...63
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ В РОССИЙСКОЙ АРКТИКЕ (НАШИ ИССЛЕДОВАНИЯ)...65
2.1. Постановка и методика экспериментов...65
2.1.1. пункты и периоды наблюдений...65
2.1.2. методики отбора и анализа аэрозольных проб...67
2.1.3. подходы к изучению происхождения исследуемого аэрозоля по его элементному составу...70
2.2. Средние характеристики элементного состава изучаемого аэрозоля...71
2.2.1. средние концентрации микроэлементов в арктической атмосфере...71
2.2.2. средние коэффициенты обогащения микроэлементов...76
2.3. Корреляционный анализ состава аэрозольных проб...76
2.3.1. корреляции концентраций и коэффициентов обогащения...76
2.3.2. факторный анализ данных об элементном составе...83
2.4. Происхождение аэрозоля отдельных проб: результаты синоптического анализа движения воздушных масс...88
2.4.1. архипелаг Северная Земля...89
2.4.2. остров Врангеля и станция СП-28...92
2.4.3. морские экспедиции...94
2.5. Происхождение аэрозоля отдельных проб: метод отношений концентраций элементов- трассеров...95
2.5.1. основная идея метода и его апробация...95
2.5.2. примененная нами методика сравнения отношений концентраций элементов-трассеров ...99
2.5.3. результаты идентификации регионов- источников антропогенных составляющих отдельных аэрозольных проб...102
2.6. Выводы из главы 2...109
ГЛАВА 3. СРЕДНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРОЦЕССАХ ДАЛЬНЕГО ПЕРЕНОСА ВОЗДУШНЫХ МАСС В РОССИЙСКУЮ АРКТИКУ И ИЗ НЕЕ ЗА ПЕРИОД С 1986 ПО 1995 ГОД...111
3.1. Постановка задачи и методика анализа траекторий переноса воздушных масс...112
3.1.1. пункты наблюдений и массивы траекторий...112
3.1.2. надежность исходной информации и результатов...115
3.1.3. классификация траекторий для применения к задаче переноса аэрозольных примесей в Арктику...118
3.2. Средние закономерности в процессах воздухообмена Российской Арктики с окружающими территориями...120
3.2.1. приход воздуха к пунктам наблюдений...121
3.2.2. уход воздуха от пунктов наблюдений...124
3.3. Межгодовая изменчивость в процессах воздухообмена...130
3.4. Выводы из главы 3...134
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ ОЦЕНКИ СРЕДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ АРКТИКИ ЗА 10ЛЕТС 1986 ПО 1995 ГОД...136
Ill
4.1. Методика оценок средних показателей загрязнения арктической атмосферы при использовании больших массивов траекторий переноса воздушных масс...136
4.1.1. введение и расчет функции эффективности переноса примеси от источника к пункту наблюдений...137
4.1.2. параметры и характеристики, необходимые для оценки ФЭП...139
4.1.3. перераспределение примеси в арктической атмосфере...146
4.1.4. подход к оценкам средней атмосферной концентрации примеси и ее потока на подстилающую поверхность...150
4.2. Средние концентрации антропогенных микроэлементов в атмосфере Российской Арктики...152
4.2.1. вклады отдельных регионов-источников, наиболее значимые источники загрязнения атмосферы Российской Арктики...153
4.2.2. средние концентрации микроэлементов в арктическом воздухе...157
4.3. Очищение арктической атмосферы от антропогенных аэрозольных примесей...162
4.3.1. сравнение эффективностей трех механизмов очищения...164
4.3.2. соотношение «вертикального» и «горизонтального» механизмов очищения для всей атмосферы Арктики...164
4.3.3. баланс антропогенных микроэлементов в атмосфере Арктики...168
4.4. Средние потоки антропогенных микроэлементов из атмосферы на подстилающую поверхность в Арктике...171
4.5. Влияние длительности исходных траекторий движения воздушных масс на средние показатели уровня загрязнения арктической атмосферы...174
4.6. Вклад атмосферы в загрязнение вод морей Российской Арктики...175
4.7. Выводы из главы 4...180
ГЛАВА 5. МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АРКТИЧЕСКОЙ АТМОСФЕРЫ В КОНЦЕ XX ВЕКА...181
5.1. Современные изменения климата в Северном полушарии и антропогенное загрязнение атмосферы Арктики...181
5.2. Изменения в процессах воздухообмена...185
5.3. Изменения вкладов источников антропогенных микроэлементов...192
5.4. Изменения в процессах очищения арктической атмосферы...193
5.5. Изменения средних показателей загрязнения в Арктике...195
IV
5.5.1. Изменение концентраций антропогенных микроэлементов в атмосфере...195
5.5.2. Изменение потоков антропогенных микроэлементов на поверхность... 198 5.6. Выводы из главы 5...202
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...204
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...207
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА...215
