CC BY
3УДК 504.38
Голова К.В.
магистрант 2 курса «Институт экологии и природопользования», Казанский федеральный университет (г. Казань, Россия)
ВАРИАЦИИ КЛИМАТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ГАЗОВ НА ФОНЕ МЕНЯЮЩЕГОСЯ КЛИМАТА
Аннотация: в статье рассматриваются изменения концентраций некоторых климатически активных газов на фоне меняющегося климата в зоне Арктики на примере станции Териберка. Представлены результаты исследования регрессионных зависимостей концентраций газов с метеопараметрами и явлениями.
Ключевые слова: климатически активные газы, парниковые газы, изменение климата, потепление, таяние ледников.
Введение.
Проблема изменений климата и их влияния на человеческое общество является сейчас одной из первостепенно важных. Вопросами анализа колебаний и изменений климата занимаются многочисленные коллективы ученых. Накоплены огромные базы прямых и косвенных (палеоклиматических) данных, многие из которых общедоступны через Интернет. Анализ климатических данных соединяет две основные области, измерения и моделирование. [1]
Увеличение концентрации парниковых газов вызывает уменьшение исходящего инфракрасного излучения, поэтому климат Земли должен каким-то образом измениться, чтобы восстановить баланс между входящим и исходящим излучением. Это изменение климата будет включать в себя глобальное потепление земной поверхности и нижней атмосферы, поскольку оно является самым простым способом для климата избавиться от лишней энергии. Однако
1574
небольшое повышение температуры вызовет множество других изменений, например, облачного покрова и характера ветра. Некоторые из этих изменений могут усиливать потепление (положительные обратные связи), другие — противодействовать ему (отрицательные обратные связи). [2]
В качестве исходных материалов для проведения исследования послужили данные из наблюдательной сети мониторинга парниковых газов Росгидромета (станция Териберка), где концентрация СО2 измеряется с помощью установки УГАН-СО2 на базе недисперсионного инфракрасного оптико-акустического газоанализатора, а концентрация метана в пробах воздуха определяется газохроматографическим методом с использованием детектора ионизации в пламени, а так же 8-ми срочные данные по температуре воздуха с метеостанции Териберка за 1999-2022 гг.
430 420 410 Я400 а § 390 В я & 330 <1> а | 370 360 350 340 С02 У =2„1793х + 366.89 ^ = 0.9938
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
Рис. 1 Межгодовые концентрации CO2 за период 1999-2022 гг.
На полученном графике (Рис.1) видно устойчивый ежегодный рост концентрации углекислого газа. К настоящему времени концентрации CO2 достигают исторических максимумов на уровне 420-430 ppm. Такие значения обусловлены не только антропогенным воздействием, но и обратными связями.
1575
2050 2000 1950 1" 1900 % Е М 1850 1800 1750 Г'МЛ у - 6.0415* + 1837.1 Е.: = 0,8936
- -
------
1
Рис. 2 Межгодовые концентрации ОН4 за период 1999-2022 гг.
На полученном графике (Рис.2) видно, что, как и в случае с концентрациями CO2 (Рис.1), наблюдается тенденция роста концентрации СН4. Однако, увеличение концентраций происходит не линейно, а периодично.
Резкие скачки концентраций парниковых газов за последнее десятилетие могли произойти по разным причинам.
Так, например, рост концентрации метана и углекислого газа в 2010-2011 гг. обусловлен влиянием блокирующего антициклона на больше территории России, который спровоцировал крупнейшие пожары и огромный выброс парниковых газов в атмосферу. [3]
Резкий рост концентраций метана 2016-2017 гг. - это результат сильнейшего на тот момент Эль-Ниньо, который спровоцировал рост глобальной температуры и активное таяние ледников в Арктике.
Рост концентраций метана в 2021-2022 гг. можно объяснить Сибирской волной тепла 2020 года, которая, как и блокирующий антициклон в 2010 г, вызвала крупнейшие пожары и ускорила таяние вечной мерзлоты. [4]
Однако в этот же период времени можно заметить небольшое снижение концентрации углекислого газа. В основном это произошло по причине уменьшения объемов и изменения структуры потребительского спроса в период
1576
пандемии коронавируса. Углеродный след населения большинства стран снизился вследствие отказа от наиболее углеродоемких составляющих потребительской корзины - товаров длительного пользования и транспортных услуг. Свой вклад в сокращение выбросов внесло и закрытие производств. [5]
Среднегодовая температура воздуха у = о,о492х +1,2138
Е.2 = 0.213
3,5 ------------------------
0,0 -----------------------—
тООООООООООтЧ^^^тЧтЧтЧтЧ^тЧГ^Г^Гч! 0100000000000000000000000
Рис. 3 Среднегодовая температура воздуха за период 1999-2022 гг.
На графике (Ри.3) можно увидеть тенденцию роста среднегодовой температуры воздуха, и за последние 24 года он составил более 2°С.
1577
Площадь арктических ЛЬДОВ у =-0,0891х +7,0628 Я2 = 0,7305
7 6 СЧ I5 4 4 ГО в р 2 1 д
N К. и
Г V '—— V-! Ч V ——
V 7 \ N *
4 я
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
Рис.4 Межгодовое изменение площади Арктических льдов.
На полученном графике видно активное сокращение площади ледников. За исследуемый период самое минимальное значение было зафиксировано в 2012 (3,39 млн2) и 2020 (3,82 млн2) гг.
Связь площади льда в Арктике с температурой воздуха У = -0,б172х + 6.4459 Я2 = 0,2117
7,5 1 7 К 6.5 И 0 1 5.5 £ 5 I 4 3,5 3 0
1 •
# •
_____ А
• ■ • •
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Температура воздуха, °С
Рис.5 Связь площади Арктических льдов
со среднегодовой температурой воздуха.
1578
На полученном графике (Рис.5) прослеживается отчетливое сокращение площади ледников в связи с ростом приземной температуры воздуха. За исследуемый промежуток времени (1999-2022 гг.) площадь льда сократилась более чем на 3 млн2.
Связь содержания СН4 и площади ледников
т о ас х т =1 <и
■О
го
3"
о ^
1=
6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3
• < • 1
--- • •
* • •
1850 1870 1890
1910 1930 1950 1970 Концентрация СН4, ,ррт
1990 2010 2030 у = -0,0072х + 18,583 И2 = 0,2326
Рис. 4 Связь содержания метана и площади ледников.
На графике видно, что уменьшение площади ледников ведет к росту концентрации метана, это связано с тем, что оживают и образую метан микроорганизмы, находившиеся в ранее замерзшей воде.
Известно, что метан циркулирует в атмосфере гораздо быстрее, нежели, например, углекислый газ. А потому, увеличение концентрации метана влияет на изменение климата гораздо больше и сильнее, чем рост концентраций других парниковых газов.
Выводы.
Повышение температуры воздуха на фоне роста концентраций парниковых газов ведет к огромный изменениям всей климатической системы, включая атмосферную циркуляцию, характеристики облачного покрова, ветра, площади ледников и вечной мерзлоты и т.д.
- 1579 -
Сокращение площади ледников и увеличение площади открытой воды ведет к большему испарению и, следовательно, увеличению количества водяного пара в атмосфере, который усиливает парниковый эффект. Это, в свою очередь, вызывает дальнейшее потепление, что становится причиной нового увеличения концентрации водяного пара, т.е. имеет место самоусиливающийся цикл. [6]
В следствии положительной обратной связи, таяние ледников провоцирует огромные выбросы метана в атмосферу, который, в свою очередь, вызывает новый рост температуры воздуха и еще более активное таяние ледников.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Парниковые и климатически-активные газы в атмосфере Земли и методы измерений (аналитический обзор) [Электронный ресурс] / 2021. / — Режим доступа: https: //www. rpatyphoon. ru/upload/LAST_data/analyt_review_2022. pdf свободный доступ (дата обращения 17.05.2024);
2. Щербань А. В. Парниковый эффект и его воздействие на окружающую среду / А. В. Щербань // Экономика и экология территориальных образований. — 2021. — Т. 5, № 2. — С. 59-65;
3. Лето 2010 года: жара в России и наводнения в Пакистане / Бондаренко А.Л. // Журнал Наука в России. — 2013. — №2 — С.28;
4. Prolonged Siberian heat of 2020 [Электронный ресурс] / 2020. / — Режим доступа: https://www.worldweatherattribution.org/siberian-heatwave-of-2020-almost-impossible-without-climate-change/ свободный доступ (дата обращения 17.05.2024);
5. Макаров И.А., Степанов И.А., Овчинникова Т.А., Серова Д.А. Аналитический бюллетень НИУ ВШЭ об экономических и социальных последствиях коронавируса в России и в мире — 2020. — С. 1;
1580
6. Корзун В.А. «Глобальное потепление» - реальность или политизированный миф? (перспективы создания в России «зеленой экономики»)». М.: ИМЭМО РАН, 2009, 191 с
Golova K.V.
Kazan Federal University (Kazan, Russia)
VARIATIONS OF CLIMATICALLY ACTIVE GASES AGAINST BACKGROUND OF CHANGING CLIMATE
Abstract: the article discusses changes in the concentrations of some climatically active gases against the background of a changing climate in the Arctic zone using the example of the Teriberka station. The results of the study of regression dependences of gas concentrations with meteorological parameters and phenomena are presented.
Keywords: climatically active gases, greenhouse gases, climate change, warming, melting of glaciers.
1581
