ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 248-258

Признаки ускорения возрастания концентрации метана в атмосфере после 2014 года: спутниковые данные для Арктики

Л.Н. Юрганов 1 , А. Лейфер 2 , С. Вадаккепулиямбатта 3 
1 Мэрилендский университет, Балтимор, США
2 Баблеолоджи Ресерч Интернешнл, Санта-Барбара, США
3 Центр по исследованию арктических газогидратов, окружающей среды и климата, Отделение наук о Земле Норвежского Арктического университета, Тромсё, Норвегия
Одобрена к печати: 15.06.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-248-258
Проанализированы результаты спутникового зондирования с помощью европейского орбитального интерферометра IASI/MetOP-A и алгоритма обработки данных, разработанного в NOAA. Спутниковые измерения для умеренных и высоких широт Северного полушария дают рост скорости концентрации метана от 4–9 ppbv/год (частей на миллиард по объему) в 2010–2013 гг. до 12–17 ppbv/год в 2015–2016 гг. Глобальные оценки на основе приземных измерений NOAA на прибрежных станциях показывают возрастание от ~5–6 ppbv/год в 2007–2013 гг. до 9–12 ppbv/год в последние два года. Спутниковые данные позволяют анализировать концентрацию метана как над сушей, так и над Арктическими морями при отсутствии приповерхностных инверсий температуры. Результаты дистанционных измерений сравниваются с прямыми самолетными измерениями на Аляске в летне-осенний период в ходе эксперимента CARVE (Carbon in Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment). Максимальные аномалии метана (по сравнению с районом между Скандинавией и Исландией) наблюдались в ноябре-декабре над морской поверхностью вдоль берегов Норвегии, Новой Земли, Шпицбергена и других районов Арктики. В летний период аномалии над океаном были незначительны. С годами аномалии росли: максимальная скорость отмечена для района к западу от Новой Земли (9,4±3,7) ppb/год. Над Аляской аномалия концентрации метана в летнее время, когда активны микробиологические источники, росла со скоростью (2,6±1,0) ppb/год. Местоположение максимумов аномалии вокруг Шпицбергена соответствует наблюдавшимся выходам метана с морского дна и предсказанным районам диссоциации метаногидратов. Отмеченное в данной работе увеличение скорости возрастания метана в течение последних двух лет не обязательно говорит о долгосрочной тенденции: 2015–2016 гг. характеризуются как период одного из наиболее сильных эффектов Эль-Ниньо.
Ключевые слова: IASI, дистанционное зондирование, атмосферный метан, метаногидраты
Полный текст

Список литературы:

  1. Володин Е.М. Влияние источников метана в высоких широтах северного полушария на межполушарную асимметрию его концентрации и на климат // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 3. С. 287–294.
  2. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М. Изд-во МГУ. 1982. 146 с.
  3. Обжиров А.И., Телегин Ю.А., Болобан А.В. Потоки метана и газогидраты в Охотском море // Подводные исследования и робототехника. 2015. Т. 19. № 1. С. 56–63.
  4. Соловьев В.А., Гинзбург Г.Д., Обжиров А.И., Дуглас В.К. Газовые гидраты Охотского моря // Отечественная геология. 1994. № 2. С. 10–17.
  5. Юрганов Л.Н., Лейфер А. (2016а) Оценки эмиссии метана от некоторых арктических и приарктических районов по данным орбитального интерферометра IASI // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 173–183.
  6. Юрганов Л.Н., Лейфер А. (2016б) Аномальные концентрации атмосферного метана над Охотским морем зимой 2015/2016 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. C. 231–234.
  7. Юрганов Л.Н., Лейфер А., Лунд-Майр К. Сезонная и межгодовая изменчивость атмосферного метана над морями Северного Ледовитого океана по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. C. 107–119.
  8. AMAP Assessment 2015: Methane as an Arctic climate forcer: Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). Oslo, Norway, 2015. 139 p.
  9. Budney J.W., Chang R.Y-W., Commane R., Daube B.C., Dayalu A., Dinardo S.J., Gottlieb E.W., Karion A., Lindaas J.O.W., Miller C.E., Miller J.B., Miller S., Pender M., Pittman J.V., Samra J., Sweeney C., Wofsy S.C., Xiang B. 2016. CARVE: L2 Merged Atmospheric CO2, CO, O3 and CH4 Concentrations, Alaska, 2012–2015. ORNL DAAC, Oak Ridge, Tennessee, USA. 2016. http://dx.doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1402
  10. Chang R.Y-W., Miller C.E., Dinardo S.J., Karion A., Sweeney C., Daube B.C., Henderson J.M., Mountain M.E., Eluszkiewicz J., Miller J.B., Bruhwiler L.M.P., Wofsy S.C. Methane emissions from Alaska in 2012 from CARVE airborne observations // Proc. National Academy of Sciences of the United States of America. 2014. Vol. 111. No. 47. P. 16694–16699.
  11. Chatterjee S., Hadi A.S. Influential observations, high leverage points, and outliers in linear regression // Statistical Science. 1986. Vol. 1. P. 379–416.
  12. Damm E., Rudels B., Schauer U., Mau S., Dieckmann G. Methane excess in Arctic surface water-triggered by sea ice formation and melting // Scientific Reports. 2015. Vol. 5. 16179.
  13. Dlugokencky E.J., Bruhwiler L., White J.W.C., Emmons L.K., Novelli P.C., Montzka S.A., Masarie K.A., Lang P.M., Crotwell A.M., Miller J.B., Gatti L.V. Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden // Geophysical Research Letters. 2009. Vol. 36. L18803.
  14. Fisher R.E., Sriskantharajah S., Lowry D., Lanoisellé M., Fowler C.M.R., James R.H., Hermansen O., Lund Myhre C., Stohl A., Greinert J., Nisbet-Jones P.B.R., Mienert J., Nisbet E.G. Arctic methane sources: isotopic evidence for atmospheric inputs // Geophysical Research Letters. 2011. Vol. 38. L21803.
  15. Leifer I., Melton C., Buckland K.N., Clarisse L., Coheur P., Frash J., Gupta M., Tratt D.M., Leen J.B., Van Damme M., Whitburn S., Yurganov L. Remote sensing and in situ measurements of methane and ammonia emissions from a megacity dairy complex: Chino, CA // Environmental Pollution. 2017. Vol. 221. P. 37–51.
  16. Miller S., Miller C., Commane R., Chang R.-W., Dinardo S., Henderson J., Karion A., Lindaas J., Melton J., Miller J., Sweeney C., Wofsy S., Michalak A. A multi-year estimate of methane fluxes in Alaska from CARVE atmospheric observations // Global Biogeochemical Cycles. 2016. Vol. 30. P. 1441–1453.
  17. Myhre C.L., Ferré B., Platt S.M., Silyakova A., Hermansen O., Allen G., Pisso I., Schmidbauer N., Stohl A., Pitt J., Jansson P., Greinert J., Percival C., Fjaeraa A.M., O’Shea S.J., Gallagher M., Le Breton M., Bower K.N., Bauguitte S.J.B., Dalsøren S., Vadakkepuliyambatta S., Fisher R.E., Nisbet E.G., Lowry D., Myhre G., Pyle J.A., Cain M., Mienert J. Extensive release of methane from Arctic seabed west of Svalbard during summer 2014 does not influence the atmosphere // Geophysical Research Letters. 2016. Vol. 43. P. 4624–4631.
  18. Saunois M., Bousquet P., Poulter B., Peregon A. The global methane budget 2000–2012 // Earth System Scientific Data. 2016. Vol. 8. P. 697–751.
  19. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Yusupov V., Kosmach D., Gustafsson O. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic Shelf // Science. 2010. Vol. 327. P. 1246–1250.
  20. Varotsos C.A., Tzanis C.G., Sarlis N.V. On the progress of the 2015–2016 El Niño event // Atmospheric Chemistry and Physics. 2016. Vol. 16. P. 2007–2011.
  21. Veloso M., Greinert J., Mienert J., De Batist M. A new methodology for quantifying bubble flow rates in deep water using splitbeam echosounders: Examples from the Arctic offshore NW-Svalbard // Limnology Oceanography Methods. 2015. Vol. 13. P. 267–287.
  22. Xiong X., Barnet C., Maddy E., Gambacorta A., King T., Wofsy S. Mid-upper tropospheric methane retrieval from IASI and its validation // Atmospheric Measurement Techniques. 2013. Vol. 6. P. 2255–2265.