Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 277-284
Исследование динамики шапки аэрозольных загрязнений в Санкт-Петербурге при переносе c разных сторон света в период с 2014 по 2021 год
Д.А. Cамуленков
1 , М.В. Сапунов
1 1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 10.03.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-1-277-284
В статье приведены результаты многолетних натурных наблюдений с 2014 по 2021 г., выполненных с использованием стационарного лидарного комплекса РЦ «Обсерватория экологической безопасности» Научного парка СПбГУ. Измерения проведены на 10-й линии Васильевского острова, д. 33/35, в месте установки стационарного лидарного комплекса, географические координаты: 59,943° с. ш., 30,273° в. д. Удачное расположение комплекса позволяет проводить постоянные мониторинговые измерения в наиболее антропогенно нагруженной части города. Контроль метеорологических параметров осуществлялся с помощью доплеровского лидара, позволяющего измерять скорость и направление ветра на высотах до двух километров. Моделирование полученных оптических данных (коэффициентов обратного рассеяния и ослабления) лидарного сигнала позволило рассчитать микрофизические параметры аэрозоля, а именно численную концентрацию аэрозольных частиц над Санкт-Петербургом при движении ветра с разных сторон света. Результаты расчётов показали, что максимальный атмосферный перенос аэрозольных частиц над площадкой наблюдений отмечается при юго-восточном переносе: среднее содержание аэрозольных частиц составляет 3857 1/см3 в слое от 300 до 500 м и 2886 1/см3 — в слое от 500 до 700 м. При северо-восточном направлении ветра отмечается наиболее чистая атмосфера: на высотах от 300 до 500 м содержание аэрозолей в среднем составляет 2007 1/см3, в слое 500–700 м — 1684 1/см3. Преобладание переноса аэрозольных частиц с юго-восточного направления, по всей вероятности, связано с большим количеством производственных зон, расположенных на юго-востоке Санкт-Петербурга и Ленинградской обл., и интенсивным автотрафиком.
Ключевые слова: лидар, атмосферное загрязнение, аэрозоль, ветер, атмосферный перенос
Полный текстСписок литературы:
- Веселовский И. А. Дистанционная лазерная диагностика аэрозольных и газовых составляющих атмосферы методами романовского и упругого рассеяния: дис. … д-ра физ.-мат. наук. М., 2005. 391 с.
- Волков Н. Н. Многоволновая лидарная система для определения физических параметров тропосферного аэрозоля: методика расчета параметров и анализа данных: дис. … канд. техн. наук. М.: МИИГАиК, 2013. 135 с.
- Колготин А. В. Методика решения задач многоволнового лидарного зондирования в применении к глобальному мониторингу параметров атмосферных аэрозолей: дис. … д-ра физ.-мат. наук. СПб., 2014. 211 с.
- Крюкова С. В., Симакина Т. Е. Анализ температурных инверсий в Санкт-Петербурге // Ученые записки Российского гос. гидрометеорол. ун-та. 2015. № 40. C. 150–159.
- Самуленков Д. А., Мельникова И. Н., Донченко В. К., Сапунов М. В. Исследование загрязнений атмосферы с помощью лидарного мониторинга // Ученые записки Российского гос. гидрометеорол. ун-та. 2017. № 48. C. 266–280.
- Althausen D., Müller D., Ansmann A., Wandinger U., Hube H., Clauder E., Zoerner S. Scanning 6-wavelength 11-channel aerosol lidar // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2000. No. 17. Р. 1469–1482. https://doi.org/10.1175/1520-0426(2000)017<1469:SWCAL>2.0.CO;2.
- Health effects of particulate matter. Policy implications for countries in Eastern Europe, Caucasus and central Asia / World Health Organization. 2013. 20 p.
- Klett J. D. Lidar inversion with variable backscatter/extinction ratios // Applied Optics. 1985. V. 24. pp. 1638–1643.
- Measures R. M. Laser Remote Sensing. Fundamentals and Applications. N. Y.; Toronto; Singapore: John Wiley and Sons, 1985. 524 p.
- Schraufnagel D. E. The health effects of ultrafine particles // Experimental and Molecular Medicine. 2020. V. 52. P. 311–317. https://doi.org/10.1038/s12276-020-0403-3.
- Silva R. A., Adelman Z., Fry M. M., West J. J. The impact of individual anthropogenic emissions sectors on the global burden of human mortality due to ambient air pollution // Environmental Health Perspectives. 2016. V. 124. P. 1776–1784.
- Wei Y., Wang Y., Di Q., Choirat C., Wang Y., Koutrakis P., Zanobetti A., Dominici F., Schwartz J. D. Short term exposure to fine particulate matter and hospital admission risks and costs in the Medicare population: time stratified, case crossover study // British Medical J. 2019. V. 367. Iss. 8442. DOI: 10.1136/bmj.l6258.
- Zaheer J., Jeon J., Lee S.-B., Kim J. S. Effect of Particulate Matter on Human Health, Prevention, and Imaging Using PET or SPECT // Progress in Medical Physics. 2018. V. 29. No. 3. DOI: 10.14316/pmp.2018.29.3.81.