Пространственная и временная изменчивость концентрации озона в приземном слое атмосферы
Диссертация
Озон является токсичным веществом и его увеличение в тропосфере имеет негативные последствия. В повышенных концентрациях (100 ррЬ и более) он вызывает необратимые изменения в органах дыхания человека уже через 1 час. При концентрациях более 50 ррЬ оказывает угнетающее действие на растения. В последние десятилетия растет интерес к проблеме атмосферного озона ввиду постоянного роста его количества… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Распределение концентрации озона в приземном слое атмосферы. Процессы, влияющие на содержание озона в приземном слое
- 1. 1. Источники и стоки озона
- 1. 2. Сезонный ход концентрации озона
- 1. 3. Суточный ход концентрации озона
- 1. 4. Распределение озона
- 1. 5. Тренды приземного озона
- 1. 6. Постановка задачи
- Глава 2. Цели и задачи экспериментов, измерения и аппаратура
- 2. 1. Международная экспедиция на научно-экспедиционном судне «Академик Федоров»
- 2. 2. Международные эксперименты TROICA
- Глава 3. Распределение озона над континентальными районами
- России
- 3. 1. Пространственные распределения озона и окислов азота над континентальными районами России
- 3. 2. Временные особенности распределения озона и окислов азота
- 3. 2. 1. Суточная динамика озона
- 3. 2. 2. Суточная динамика окислов азота
- 3. 2. 3. Сезонные изменения концентрации озона
- 4. 2. Фотохимическая генерация озона в районах, подверженных антропогенному воздействию
- 4. 3. Поведение озона в зонах влияния лесных пожаров
- 4. 4. Стратосферно — тропосферный перенос
- 4. 4. 1. Эпизод 19 февраля 1998 г
- 4. 4. 2. Эпизод 6−7 апреля 1997 г
- 4. 4. 3. Эпизод 27 июля 1996 г
- 4. 5. Сухое осаждение
- 5. 1. Средние широты
- 5. 2. Тропическая область
- 5. 3. Полярная область
Список литературы
- Арабов А.Я., Груздев А. Н., Гиргждене Р. И., Еланский Н. Ф. Измерения приземной концентрации озона на антарктической станции Мирный.// Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т.24. № 12. С.1278−1281. 1988
- Голицын Г. С., Еланский Н. Ф., Маркова Т. А., Панин .JI.B. Режим приземного озона над континентальными районами России. // Глобальные изменения климата и их последствия для России. Ред. Голицын Г. С., Израэль Ю. А., стр. 195−211, Москва, 2002
- Груздев А.Н., Елохов A.C. Приземное содержание озона на антарктических станциях Молодежная и Мирный по измерениям весной 1987г.- осенью 1988 г.// Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т.28. № 1. С.55−63. 1992
- А. Еланский Н. Ф. О механизме воздействия струйного течения на озонный слой. Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 11. № 9. С. 916−924. 1975
- Еланский Н.Ф., Сеник H.A. Измерения приземной концентрации озона на высокогорной научной станции Кисловодск: сезонные и суточные вариации.// Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т.31. № 2. 1995
- Еланский Н.Ф., О.И.Смирнова Концентрация озона и окислов азота в приземном воздухе г. Москвы. //Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 33. № 6. С.597−611. 1997
- Еланский Н.Ф., Г.С. Голицын, Т. С. Власенко, A.A. Волох Летучие органические соединения в приземном воздухе по наблюдениям вдоль
- Транссибирской железнодорожной магистрали// Докл. АН. Т.373. № 6. С.816−821. 2000
- Иванова А.Р. Методика расчета карты максимального ветра. Метеорология и гидрология, № 4, 59−64, 1989
- Израэль и др. Мониторинг трансграничного переноса загрязняющих атмосферу веществ. Л., Гидрометеоиздат, 1987
- Лысак A.B., Рябошапко А. Г. Расчет выпадения атмосферной примеси от площадного источника.// Труды ИПГ, 1978, вып.39, с.20−33.
- Маркова Т.А. Некоторые особенности распределения озона над континентальными районами по наблюдениям вдоль Транссибирской магистрали. // Труды конференции молодых ученых «Малые примеси в атмосфере», препринт № 4, с.44−52. 1998
- Маркова Т.А. Распределение окислов азота в приземном слое над континентальными районами России. // «Развитие наземной сети наблюдений двуокиси азота в стратосфере» Международное рабочее совещание, Звенигород, 9−12 октября 2001, Москва 2001, с. 12.
- Ровинский Ф.Я., В.И. Егоров Озон, окислы азота и серы в нижней атмосфере.// Л., Гидрометеоиздат. 1986
- Ю.Романов Н. Ф., Арискина Н. В., Васмльев В. Ф., Лагун В. Е. Энергетика атмосферы в полярных областях.// Л.: Гидрометеоиздат. 1987
- Семенов С.М., Кунина И. М., Кухта Б. А. Тропосферный озон и рост растений в Европе.// Москва, Метеорология и гидрология, 1999
- Скриптунова E.H., Шакина Н. П. Автоматизированный метод прогноза зон активной конвекции. Метеорология и гидрология, № 5, 15−19, 1991
- Хргиан А.Х. Физика атмосферного озона.// Л., Гидрометеоиздат, 19 732А. Хргиан А. Х., Березин В. М., Еланский Н. Ф., Иозенас В. А., Краснополъский
- В.А. Некоторые результаты наблюдения озона со спутника 17−18 июня 1966 г. Метеорология и гидрология, № 4, 3−12, 1973
- Шакина Н.П., Борисова В. В. Опыт использования потенциального вихря для расчета карт топографии тропопаузы. Метеорология и гидрология, № 9, 57−65, 1992
- Шакина Н.П., И.Н.Кузнецова. Повышение суммарный бета-активности в приземном слое воздуха в результате стратосферных вторжений//Докл. АН, Т. 356. № 3.390−392.1997
- Шакина Н.П., Скриптунова E.H., Калугина Г. Ю., Иванова А. Р. Субъективный и объективный анализы атмосферных фронтов. 4.1. Объективные характеристики фронтов, проведенных синоптиками. Метеорология и гидрология, № 7, 19−30, 1998
- Шакина Н.П., Скриптунова E.H., Иванова А. Р., Калугина Г. Ю. Субъективный и объективный анализы атмосферных фронтов. 4.2. Объективное выделение зон фронтов. Метеорология и гидрология, № 8, 5−15, 1998
- Шакина Н.П., И.Н.Кузнецова, А.Р.Иванова. Анализ случаев стратосферных вторжений, сопровождаемых повышением радиоактивности в приземном воздухе//Метеорология и гидрология. № 2, С. 53−60. 2000
- Шакина Н.П., А.Р.Иванова, Л. И. Хачатурова. Исследование возможностей крупномасштабных численных схем для определения градоопасных ситуаций на Северном Кавказе//Метеорология и гидрология. № 2. 63−67. 2000
- Шакина Н.П., Скриптунова E.H., Иванова А. Р. Объективный анализ атмосферных фронтов и оценка его эффективности. Метеорология и гидрология, №, 5−16, 2000
- Akimoto H., H. Nakame, Y. Matsumotoi The chemistry of oxidant generation: Tropospheric ozone increase in Japan. // The Chemistry of the Atmosphere: Its Impact on Global Change, edited by J. Calvert, pp. 261−273, Blackwell Sci., Cambridge, Mass., 1994
- Andronova N. C., I.L. Karol. The contribution of USSR sources to global methane emission// Chemosphere. V.26, P. 111−126. 1993
- Andreae M.O., A. Chepuis, B. Cros, J. Fontan, G. Helas, C. Justice, Y.J. Kaufman, A. Minga and D. Nganga Ozone and aitken nuclei over equatorial Africa: Airbone observation during DECAFE 98 // JGR, 97, p. 6137−6148, 1992
- Aneja V.P., Li Z. Characterization of ozone at high elevation in the eastern United States: trends, seasonal variations, and exposure. // JGR, vol.97, NO. D9, p.9873−9888, 1992
- Appenzeller, C., and H.C.Davies, Structure of stratospheric intrusions into the troposphere, Nature, 358, 570−572, 1992
- Berntsen T.K., I.S.A.Isaksen. A global three-dimensional chemical transport model for the troposphere 1. Model description and CO and ozone results// J. Geophys. Res. V.102, D17. P. 21,239−21,280. 1997
- Berntsen, T.K., I.S.A. Isaksen, G. Myhre, J.S. Fuglestvedt, F. Stordal, T.A. Larsen, R.S. Freckleton, and K.P. Shine, Effects of anthropogenic emissions on troposheric ozone and its radiative forcing, J.Geophys. Res., 102, 28,101−28,126, 1997
- Bojkov R.D. Surface iaii’a during the second half of the nineteenth century // J. Climate Appl. Met. V. 25. P. 343 352. 1986
- Calvert J.G., Stockwell W.R. Deviations from the 03-N0-N02 photostationary state in tropospheric chemistry. // Can. J. Chem. N.61. P.983−992. 1983
- Chameides, W.L., and J.C.G.Walker, A time-dependent photochemical model for ozone near the ground, J.Geophys. Res., 81, 413−420, 1976
- Coe H., Gallagher M.W. Measurements of dry deposition of N02 to a Dutch heathland using the eddy-correlation technique. // Q. J. R. Meteorol. Soc., 118, p. 767−786,1992
- Cox R.A., Eggleton A.E.J., Dervent R.G., Lovelock J.E., Pack D.E. Long-range transport of photochemical ozone in northwestern Europe. // Nature N.225. P. 118−121. 1975
- Crutzen P.J. A discussion of the chemistry of some minor constituents in the stratosphere and troposphere. //Pure Appl. Geophys., 106−108, 1385−1399, 1973
- Crutzen P.J. Photochemical reactions initiated by and influencing ozone in unpolluted tropospheric air. // Tellus, 26, 47−57, 1974
- Crutzen P.J. Tropospheric ozone: an overview. // Ed. Isaksen I.S.A. Dordrecht: Reidel. P.3−22. 1988
- Crutzen, P.J., and P.H.Zimmermann, The changing chemistry of the troposphere, Tellus, Ser. AB, 43, 135−151, 1991
- Crutzen P.J. Changing photochemistry of the troposphere. // Tellus. V.43AB. P.150−163. 1991
- Crutzen P.J. Methane’s sinks and sources//Nature. V.350. P.380−381. 1991
- Crutzen P.J., N.F. Elansky, M. Hahn, G.S. Golitsyn, C.A.M. Brenninkmeijer, D. Scharffe, I.B.Belikov, M. Maiss, P. Bergamaschi, T. Rockmann, A.M. Grisenko and V. V.
- Sevostyanov. Trace gas measurements between Moscow and Vladivostok using the Trans-Siberian railroad//J.Atm.Chemistry, 29, 179−194. 1998
- Crutzen, P.J., M. Lawrence, and U. Pdschl, On the background photochemistry of tropospheric ozone.// Tellus, Ser. AB, 51,123−146,1999
- Danielsen E.F. Stratospheric-tropospheric exchange based on radio-activity, ozone and potential vorticity, J. Atmos. Sci., 25, 502−518, 1968
- Davis D.D., Bradshaw J.D., Rodgers M.O., Sandholm S.T., KeSheng S. Free tropospheric and boundary layer measurements of NO over the central and eastern north Pacific Ocean.// JGR V.92. P.2049−2070. 1987
- EUROTRAC Tropospheric ozone research-2. Annual Report 1998. Munchen, August 1999. 163
- Feister U., Warmbt W. Long-term measurements of surface ozone in the German Democratic Republic // J. Atmos. Chem. V. 5. P. 1−21. 1987
- Feister U., K. Baizer Surface ozone and meteorological predictors on a subregional scale. // Atmospheric Environment Vol 25A, No 9, pp. 1781−1790, 1991
- Fiore A.M., DJ. Jacob, J.A.Logan The distribution of tropospheric ozone determined from satellite data. // J. Geophys. Res. V.95, P. 3599−3617, 1998
- Fishman J., Crutzen P.J. The origin of ozone in the troposphere. // Nature, v.274, p.855−858, 1978
- Fishman J., Solomon S., Crutzen P.J. Observational and theoretical evidence in support of significant in city photochemical source of tropospheric ozone.// Tellus, V.31, P. 432−446. 1979
- Fishman J., J.M. Hoell, Ir. R.D. Bendura, V.W.J.H. Kirchhoff and R.J.McNeal, Jr., The NASA GTE TRACE-A Experiments (September-October 1992): Overwiev, JGR, 101 p.23 865−23 879, 1996
- Flat0y F., Hov 0., Smit H. Three-dimensional model studies of exchange processes of ozone in the troposphere over Europe.// J. Geophys. Res. V.100, 1 D6. P. 11,465−11,481, 1995
- Garland J.A. The dry deposition of sulphur dioxide to land and water surfaces. // Proc. R. Soc. London, 354 ser. A, 245−268, 1977
- Golitsyn G.S., Elansky N.F., Markova T.A., Panin L. V. Surface Ozone Behavior over Continental Russia. // Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics., Vol.38, Suppl. 1, 2002, pp. S116-S126.
- Guicherit R., Van Dop H. Photochemical production of ozone in Western Europe (1971−1975) and its relation to meteorology. // Atmos. Environ. V.ll. p. 145−156. 1977
- Johnson J.E., Gammon R.H., Larsen J., Bates T.S., Oltmans S.J., Farmer J.C. Ozone in the marine boundary layer over the Pacific and Indian oceans: Latitudinal gradients and diurnal cycles. // JGR. V.95. P. l 1847−11 866. 1990
- Junge C.E. Global ozone budget and exchange between stratosphere and troposphere. //Tellus, 14, 363−377, 1962
- Holton, J.R., Haynes P.H., Mclntyre, M.E., Douglass, A.R., Rood, R.B., Pfister, L. Stratosphere-troposphere exchange. // Reviews of Geophysics 33, 403−439, 1996
- Houweling, S., F.J. Dentener, and J. Lelieveld, The impact of nonmethane hydrocarbon compounds on tropospheric photochemistry, // J.Geophys. Res., 103, 10,673−10,696, 1998
- Karlsdottir S., Isaksen I.S.A., Myhre G. Trend analysis of 03 and CO in the period 1980−1996: A three-dimensional model study.// JGR V.105. NO. D23. P.28 907−28 933.2000
- Kato N., H. Akimoto Anthropogenic emission of S02 and NOx in Asia: Emissions inventory. // Atmos. Environ. V.26A. P.2997−3017. 1992
- Kley D., Geiss H. and H. Mohnen V.A. Tropospheric ozone at elevated sites and precursor emissions in United States and Europe// Atmos. Environ. V.28. P.149−158. 1994
- Krishnamurti, T.N. The subtropical jet stream of winter, J.Meteorol., 18, 172−191, 1961
- Lawrence M.G., P.J. Crutzen, P.J. Rasch, B.E. Eaton, N.M. Mahowald. A model for studies of tropospheric photochemistry: Description, global distributions, and evaluation// JGR. V.104. D21. P.26,245−26,277. 1999
- Lawrimore J.H., M. Das, V.P. Aneja Vertical sampling and analysis of nonmethane hydrocarbons for ozone control in urban North Carolina. // J. Geophys. Res. V. 100. P. 22 785 -22 793. 1995
- Lelieveld J., P.J. Crutzen, and F.J.Dentener. Changing concentration, lifetime and climate forcing of atmospheric methane// Tellus. Ser. B. V.50. P.128−150. 1998
- Lelieveld J. and F.J. Dentener. What controls tropospheric ozone.// JGR V. 105, P.3531−3551. 2000
- Lens chow D.H., Pearson R.J., Statkov B.B. Measurements of ozone vertical flux to ocean and forest.// JGR. V.87. P.8833−8837. 1982
- Logan J.A. Tropospheric ozone: seasonal behaviour, trends, and anthropogenic influences. // J. Geophys. Res. V. 90. P. 10 463 10 482. 1985
- Logan J.A. Ozone in rural areas of the United States. // J. Geophys. Res. V. 94. P. 8511 8532. 1989
- Logan J.A. and V. W.J.H. Kichhoff Seasonal variations of tropospheric ozone at
- Natal, Brasil. // JGR, 91, P.7875−7881, 1986
- Logan J.A. Trends in the vertical distribution of ozone: An analysis of ozone sonde data. // J. Geophys. Res. V. 99. P. 25 553 25 585. 1994
- Low P. S., P.M. Kelly, T.D. Davies. Variations in surface ozone trends over Europe. // Geophysical Research Letters. V.19. No. 11. P. l 117−1120. 1992
- Marenco A., H. Gouget, P. Nedelec, J.P. Pages, F. Karcher Evidence of a long-term increase in tropospheric ozone from Pic du Midi data series, Consequences: Positive radiative forsing. // JGR. V.106. P.16 617−16 632. 1994
- Markova T.A., N.F. Elansky, N.P. Shakina, and A.R. Ivanova Surface ozone measurements in the experiments «TROICA». // Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics. VIII Joint International Symposium. Irkutsk, 2001, p.200.
- Marland G., T. Boden Global, Regional, and National C02 Emissions. // Trends: A Compendium of Data on Global Change, Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tenn., 1997
- Matveev V., M. Peleg, D. Rosen, D. Siman, K Hebestreit, J. Stutz, U. Piatt, D. Blake, M. Luria Bromine oxide ozone interaction over the Dead Sea. // JGR. V.106. N. D10.P.10,375−10,387. 2001
- Muller, J.F., and G.P.Brasseur, IMAGES: A three-demensional chemical transport model of the global troposphere, J.Geophys. Res., 100, 16,445−16 490, 1995
- Oltmans S.J., Komhyr W.D. Surfase ozone in Antarctica.// JGR. N. 81 P.5359−5364. 1976
- Oltmans S.J. Surface ozone measurements in the clean air.// JGR. V.86. N. C2 P. l 174−1180. 1981
- Olttnans S.J., Komhyr W.D. Surface ozone distributions and variations from 1973 1984 measurements at the NOAA geophysical monitoring for climatic change baseline observatories //J. Geophys. Res. V. 91. P. 5229 — 5236. 1986
- Oltmans S.J. and H. Levy II. Surface ozone measurements from a global network//Atmos.Environ. V.28. P.9−24. 1994
- Oltmans S.J., A.S. Lefohn, H.E. Scheel, J.M. Harris, H. Levy, I.E. Galbally,
- E.G. Brunke, C. P. Meyer, J.A. Lathrop, B.J. Johnson, D.S. Shadwick, E. Cuevas,
- F.J.Schmidlin, D.W. Tarasick, H. Claude, J.B. Kerr, O. Uchino, and V. Mohnen. Trends of ozone in the troposphere.// Geophys. Res. Let. 25. P.139−142, 1998
- Ozone data for the world. Toronto. 1970−1996
- Paulson S.E. and Orlando J.J. //Geophys. Res. Let. V. 23. N 25. P.3727−3730.1996
- Peterson J.R. et al., California ozone experiment method, results and opportunities. // Atmos. Environ., 29, p. 3115−3132, 1995
- Pratt G.C., Hendrickson R.C., Chevone B.J. Ozone and oxides of nitrogen in the rural upper-midwestern USA.// Atmos. Environ., V. 17. N 10. P.2013−2023. 1983
- Reed R.J. A study of a characteristic type of upper-level frontogenesis. Journal of Meteorology 12, 226−237, 1955
- Regener V.H. Vertical flux of atmospheric ozone,// J.Geophys. Res., 62,221−228, 1957
- Reiter R., Sladkovic R., Kanter H.G. Concentration of trace gases in the lower troposphere, simultaneously recorded at neighboring mountain stations. // Meteorol. Atmos. Phys. V. 37. 1 1. P. 27−47. 1987
- Ml. Ridley B.A., Carroll M.A., Gregory G.L. Measurements of nitric oxide in the boundary layer and free troposphere over the Pacific Ocean.// JGR. V.92. P.2025−2047. 1987
- Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998 WMO Global ozone Research and Monitoring Project Rep. N 44, Geneva, 1999
- Sheel H.E., Sladkovic R., and Kanter H.J. Ozone variations at the Zugspitze (2962 m.a.s.l.) during 1996−1997. Proc. of EUROTRAC Symp. 1998. Eds.: P.M.Dorrell and P. Borrell WITPRESS, South, ampton, 264−268, 1999
- Shetter R.E., Stedman D.H., West D.H. The N0/N02/03 photostationary state in Calremont CA. // J. Air. Pollut. Control Assoc. V. 33. P. 212−214. 1983
- Staley D.O. On the mechanism of mass and radioactivity transport from stratosphere to troposphere. Journal of Atmospheric Science, 19, 450−467, 1962
- Stallard R.F., Edmond J.M., Nevell R.E. Surface ozone in the south east Atlantic between Dakkar and Walvis Bay.// Geophys. Res. Lett. V.2. P.289−292. 1975
- Stocker D.W., KJF. Zeller, and D.H. Stedman 03 and N02 fluxes over measured by eddy correlation. // Atmospheric Environment, v.29, No 11, p. 1299−1305, 1995
- Tang</span> X., Madronich S., Wallington T., Calomari D. //. Photochemistry and Photobiology B: Biology. V. 46 P. 83−95. 1998
- Tohjima Y., S. Maksyutov, T. Machida, and G. Inoue. Airborne measurements of atmospheric methane over oil fields in western Siberia // Geophysical Research Letters. V. 23. P.1621−1624. 1996
- Thompson A.M., R.D. Diab, G.E. Bodeker, M. Zunckel, G.J.R. Coetzee, C.B. Archer, D.P. McNamara, K.E. Pickering, J. Combrink, J. Fishman, D. Nganga Ozone over southern Africa during SAFARI-92/TRACE A. // JGR, 101, P. 23 793−26 807, 1996
- Tyson P.D., M. Garstang, R. Swap, P. Kollberg, M. Edwards An air transport climatology for subtropical southern Africa. // Int. J. Clim., 16, p. 265−291, 1996
- Haagen-Smit A.J., and M.M.Fox Ozone formation in photochemical oxidation of organical substances, Ind. Eng. Chem. Res., 48, 1484−1487, 1956
- Helas G. et al., Airborne measurements of savanna fire emission and the regional distribution of pyrogenic pollutants over western Africa. // J. Atmos. Chem. 22, p.217−239, 1995
- Hoinka K.P. Statistics of the global tropopause pressure. Mon. Weather Rev., v, 126, N 12, 3303−3325. 1998
- Holton, J.R., Haynes P.H., Mclntyre, M.E., Douglass, A.R., Rood, R.B., Pfister, L. Stratosphere-troposphere exchange. Reviews of Geophysics 33, 403−439, 1996
- Houweling, S., F.J. Dentener, and J. Lelieveld, The impact of nonmethane hydrocarbon compounds on tropospheric photochemistry. // J.Geophys. Res., 103, 10,673−10,696, 1998
- Vikovich F.M., Fishman J., Browell E.V. The reservoir of the eastern United States and its potential impact on the global ozone budget. // J. Geophys. Res., 90, 5687−5698, 1985
- Vogt R., P.J. Crutzen, and R. Sander A mechanism for halogen release from sea-salt aerosol in the remote marine boundary layer. // Nature, 383, p.327−330, 1996
- Volz A., Kley D. Evaluation of the Montsouris series of ozone measurements made in the nineteenth century// Nature. 1988. 332. C.240−242
- Wagner T., and U. Piatt Satellite mapping of enhanced BrO concentrations in the troposphere. // Nature, 395, p. 486−490, 1998
- Wang Y., J.A. Logan, D.J. Jacob. Global simulation of tropospheric 03-N0x-hydrocarbon chemistry 2. Model evaluation and global ozone budget. // JGR, V.103,1 D9. P.10,727−10,755. 1998
- Winkler P. Surface ozone over the Atlantic ocean.// J. Atmos. Chem. V.7. P.73−91. 1988