aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2017-0-4-57-65aari-20Research ArticleСтатьиАэрозольная составляющая приводного слоя атмосферы по данным наблюдений экспедиции «Север-2015»Aerosol component of the atmospheric surface layer according observations of the expedition “North-2015”ПоповичеваО. Б.PopovichevaO. В.polga@mics.msu.suМакштасА. П.MakshtasA. P.maksh@aari.ruМовчанВ. В.MovchanV. V.ПерсианцеваН. М.PеrsiantsevaN. М.ТимофеевМ. А.TimofeevМ. A.СитниковН. М.SitnikovN. M.sitnikov@caomsk.mipt.ruНаучно-исследовательский институт ядерной физики им. В.Д. Скобельцына МГУRussian FederationГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтRussian FederationЦентральная аэрологическая обсерватория (ЦAО)Russian Federation201730122017045765Copyright © Поповичева О.Б., Макштас А.П., Мовчан В.В., Персианцева Н.М., Тимофеев М.А., Ситников Н.М., 20172017Поповичева О.Б., Макштас А.П., Мовчан В.В., Персианцева Н.М., Тимофеев М.А., Ситников Н.М.Popovicheva O.В., Makshtas A.P., Movchan V.V., Pеrsiantseva N.М., Timofeev М.A., Sitnikov N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/20

Приведены результаты исследований аэрозольного состава приводного слоя атмосферы, выполненных в ходе экспедиции «Север-2015» на маршруте от порта Архангельск до архипелага Северная Земля в период 9–26 октября 2015 г. Полученные с высоким пространственно-временным разрешением данные о массовой концентрации черного углерода (EBC) на акваториях Белого, Баренцева и Карского морей показали ее значительную изменчивость: от фоновых значений порядка 20 нг/м3 до значений более 1000 нг/м3 в периоды переноса воздушных масс с континента. Кластерный анализ микроструктуры природных арктических аэрозолей позволил выделить доминирующие группы частиц морской соли и сульфатов кальция. При увеличении EBC до 250 нг/м3 обнаружено появление групп углеродосодержащих аэрозолей и частиц, богатых серой, характерных для эмиссий при сжигании природных топлив.

The results of the atmospheric sea surface layer aerosol composition studies executed during expedition “Sever-2015” on the route from Arkhangelsk to the Severnaya Zemlya archipelago from October 9 to 26, 2015 are presented. The data about mass concentration of black carbon (EBC) obtained with high spatial-temporal resolution in the White, Barents and Kara Seas showed its signifi cant variability: from background values about 20 ng/m3 to values of more than 1000 ng/m3 during periods of air mass transfer from the continent. Cluster analysis of the microstructure of natural arctic aerosols gave possibility to identify the dominant groups of particles of sea salt and calcium sulfate. In case the increase of EBC up to 250 ng/m3 the groups of carbon-containing aerosols and particles rich in sulfur, characteristic for emissions from the combustion of natural fuel were revealed.

арктический аэрозольчерный углеродмикроструктураэкспедицияarctic aerosolblack carbonmicrostructureexpeditionГрант РФФИ 15-5554020, ЦНТП 1.5.3.3 Росгидромета и проект 2017-14-588-0005-003 Министерства образования и науки Российской ФедерацииReferencesКиреева Е.Д, Поповичева О.Б., Тимофеев М.А. и др. Физикохимия углеродосодержащих аэрозолей эмиссии морских кораблей // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 6. С. 459–467.Киреева Е.Д, Поповичева О.Б., Тимофеев М.А. и др. Физикохимия углеродосодержащих аэрозолей эмиссии морских кораблей // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 6. С. 459–467.Полькин В.В., Голобокова Л.П., Козлов В.С., Коробов В.Б., Лисицын А.П., Панченко М.В., Пескова М.А., Ходжер Т.В., Шевченко В.П. Оценка связи микрофизического и химического состава для приводного аэрозоля Белого моря // Оптика атмосферы и океана. 2004. № 17. С. 377–386.Полькин В.В., Голобокова Л.П., Козлов В.С., Коробов В.Б., Лисицын А.П., Панченко М.В., Пескова М.А., Ходжер Т.В., Шевченко В.П. Оценка связи микрофизического и химического состава для приводного аэрозоля Белого моря // Оптика атмосферы и океана. 2004. № 17. С. 377–386.Поповичева О.Б., Киреева Е.Д., Тимофеев М.А., Шония Н.К., Могильников В.П. Углеродосодержащие аэрозоли в эмиссиях авиации и морского транспорта // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2010. № 3. С. 368–375.Поповичева О.Б., Киреева Е.Д., Тимофеев М.А., Шония Н.К., Могильников В.П. Углеродосодержащие аэрозоли в эмиссиях авиации и морского транспорта // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2010. № 3. С. 368–375.AMAP Report. P.K. Quinn, A. Stohl, et al. The Impact of Black Carbon on Arctic Climate. Arctic Monitoring and Assessment Program, 2011. Oslo. 72 p.AMAP Report. P.K. Quinn, A. Stohl, et al. The Impact of Black Carbon on Arctic Climate. Arctic Monitoring and Assessment Program, 2011. Oslo. 72 p.Doherty S.J., Warren S.G., Grenfell T.C. et al. Light-absorbing impurities in arctic snow // Atmos. Chem. Phys. 2010. Vol. 10 P. 11647–11680.Doherty S.J., Warren S.G., Grenfell T.C. et al. Light-absorbing impurities in arctic snow // Atmos. Chem. Phys. 2010. Vol. 10 P. 11647–11680.Flanner M.G. Arctic climate sensitivity to local black carbon // J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118. P. 1840–1851, doi:10.1002/jgrd.50176.Flanner M.G. Arctic climate sensitivity to local black carbon // J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118. P. 1840–1851, doi:10.1002/jgrd.50176.Hansen A.D.A., Rosen H. Horizontal inhomogeneities in the particulate carbon component of the Arctic haze //Atmos. Environ. 1985. Vol. 19 (12). Р. 2175–2180.Hansen A.D.A., Rosen H. Horizontal inhomogeneities in the particulate carbon component of the Arctic haze //Atmos. Environ. 1985. Vol. 19 (12). Р. 2175–2180.Koch D. et al. Evaluation of black carbon estimations in global aerosol models // Atmos. Chem. Phys. 2009 Vol. 9. Р. 9001–9026.Koch D. et al. Evaluation of black carbon estimations in global aerosol models // Atmos. Chem. Phys. 2009 Vol. 9. Р. 9001–9026.Moldanova J., Fridell E., Popovicheva O. et al. Characterization of particulate matter and gaseous emissions from a large ship diesel engine //Atmos. Environ. 2009. Vol. 43. P. 2632–2641.Moldanova J., Fridell E., Popovicheva O. et al. Characterization of particulate matter and gaseous emissions from a large ship diesel engine //Atmos. Environ. 2009. Vol. 43. P. 2632–2641.Popovicheva O., Kireeva E., Persiantseva N., Timofeev M., Bladt H., Ivleva N.P., Niessner R., Moldanová J. Microscopic characterization of individual particles from multicomponent ship exhaust // J. Environ. Monit. 2012. Vol. 14 (12). P. 3101–3110.Popovicheva O., Kireeva E., Persiantseva N., Timofeev M., Bladt H., Ivleva N.P., Niessner R., Moldanová J. Microscopic characterization of individual particles from multicomponent ship exhaust // J. Environ. Monit. 2012. Vol. 14 (12). P. 3101–3110.Popovicheva O., Evangeliou N., Eleftheriadis K., Athina K.C., Sitnikov N., Eckhard S., Stoh A. Black carbon sources constrained by observations and modeling in the Russian high Arctic // Environ. Sci. Tech. 2017. Vol. 51 (7). Р. 3871–3879.Popovicheva O., Evangeliou N., Eleftheriadis K., Athina K.C., Sitnikov N., Eckhard S., Stoh A. Black carbon sources constrained by observations and modeling in the Russian high Arctic // Environ. Sci. Tech. 2017. Vol. 51 (7). Р. 3871–3879.Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Pol’kin Vas.V., Pol’kin Vik.V., ShmirkoK.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along the Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. Vol. 15 (21). Р. 12413–12443.Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Pol’kin Vas.V., Pol’kin Vik.V., ShmirkoK.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along the Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. Vol. 15 (21). Р. 12413–12443.Schevchenko V.P., Kopeikin V.M., Evangeliou N. et al. Atmospheric black carbon over the north atlantic and Russian arctic seas in summer-autumn time // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24. С. 441–446.Schevchenko V.P., Kopeikin V.M., Evangeliou N. et al. Atmospheric black carbon over the north atlantic and Russian arctic seas in summer-autumn time // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24. С. 441–446.Stock M., Ritter C., Herber A., et al. Springtime Arctic aerosol: Smoke versus haze, a case study for March 2008 //Atmos. Environ. 2012. Vol. 52. P. 48–55.Stock M., Ritter C., Herber A., et al. Springtime Arctic aerosol: Smoke versus haze, a case study for March 2008 //Atmos. Environ. 2012. Vol. 52. P. 48–55.Stohl A., Klimont Z., Eckhardt S., et al. Black carbon in the Arctic: The underestimated role of gas fl aring and residential combustion emissions // Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13 (17). P. 8833–8855.Stohl A., Klimont Z., Eckhardt S., et al. Black carbon in the Arctic: The underestimated role of gas fl aring and residential combustion emissions // Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13 (17). P. 8833–8855.Stone R.S., Sharma S., Herber A. et al. A characterization of Arctic aerosols on the basis of aerosol optical depth and black carbon measurements // Elem. Sci. Anthr. 2014. Vol. 2. P. 1–22.Stone R.S., Sharma S., Herber A. et al. A characterization of Arctic aerosols on the basis of aerosol optical depth and black carbon measurements // Elem. Sci. Anthr. 2014. Vol. 2. P. 1–22.Weinbruch S., Wiesemann D., Ebert M. et al. Chemical composition and sources of aerosol particles at Zeppelin Mountain (NyÅlesund, Svalbard): An electron microscopy study // Atmos. Environ. 2012. Vol. 49. P. 142–150.Weinbruch S., Wiesemann D., Ebert M. et al. Chemical composition and sources of aerosol particles at Zeppelin Mountain (NyÅlesund, Svalbard): An electron microscopy study // Atmos. Environ. 2012. Vol. 49. P. 142–150.Xie Z., Blum J.D., Utsunomiya S. et al. Summertime carbonaceous aerosols collected in the marine boundary layer of the Arctic Ocean // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. D02306.Xie Z., Blum J.D., Utsunomiya S. et al. Summertime carbonaceous aerosols collected in the marine boundary layer of the Arctic Ocean // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. D02306.Yun Y., Penner J.E., Popovicheva O. The effects of hygroscopicity on ice nucleation of fossil fuel combustion aerosols in mixed-phase clouds // Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13. P. 4339–4348.Yun Y., Penner J.E., Popovicheva O. The effects of hygroscopicity on ice nucleation of fossil fuel combustion aerosols in mixed-phase clouds // Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13. P. 4339–4348.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.