(6)
Значения коэффициентов βВГА, βПП и βАТМ в (6) приведены в табл. 1г.
Таблица 1г – Коэффициенты βВГА, βПП и βАТМ
βВГА | βПП | βАТМ | |
Зима | 26,11±1,96 | 75,59±3,12 | 49,48±5,08 |
Весна | 20,95±3,52 | 60,67±5,72 | 39,72±9,24 |
Лето | 07,02±2,42 | 94,42±4,77 | 87,7±7,19 |
Осень | 23,10±2,90 | 78,93±4,51 | 55,83±7,41 |
При наличии: | |||
АВС | 14,57±2,62 | 158,85±3,44 | 144,28±6,06 |
Пыли | 22,08±1,98 | 46,03±3,36 | 23,95±5,34 |
При этом установлено:
– Максимальный аэрозольный радиационный эффект наблюдается в теплое полугодие (-26 Вт/м2 на подстилающей поверхности и +18 Вт/м2 в толще атмосферы) в периоды активизации пыльных бурь и выносов антропогенного аэрозоля сжигания биомассы.
– При наличии пыли в атмосфере наблюдается положительный радиационный эффект, равный +59 Вт/м2, что может приводить к нагреву самой атмосферы и охлаждению подстилающей поверхности за счет дефицита солнечной радиации (-85 Вт/м2).
– Наибольший радиационный эффект аэрозоля в атмосфере (+125 Вт/м2) достигается при наличии АВС и превышает радиационный эффект от присутствия пыли в 2 раза, что связано с присутствием антропогенных частиц с сильным поглощением (низким значением альбедо однократного рассеяния).
В четвертой главе установлены закономерности распределения оптических и физических характеристик аэрозоля в слоях загрязнения в свободной тропосфере:
▪ Распределения частиц по размерам в слоях переноса загрязнения подчиняются логнормальному закону с двумя модами: в области крупнодисперсной пылевой фракции и в области тонкодисперсных частиц. Самым малым размером частиц обладает региональный антропогенный аэрозоль (средний модальный радиус 0,12 мкм). Самые крупные частицы переносятся с пустынь Ближнего Востока и Такла-Макан с модальными радиусами 3 и 2,7 мкм, соответственно.
▪ Региональные источники характеризуются выносами загрязнения с максимальными значениями аэрозольной нагрузки, оптического ослабления и минимальным содержанием мелкодисперсной фракции. Верхняя граница слоев переноса самая низкая (около 4,8 км), по сравнению с другими источниками, вследствие выноса в основном тяжелых пылевых частиц. Для регионального аэрозоля характерны минимальные значения альбедо однократного рассеяния (0,95) и максимальные значения мнимой части комплексного показателя преломления (0,021) по сравнению с аэрозолем дальнего и трансграничного переноса.
▪ При трансграничном переносе в холодный период эмиссия пыли низкая и в переносимой воздушной массе преобладают частицы мелкодисперсной фракции, для которых характерны низкие значения интегрального коэффициента обратного рассеяния (0,009) и высокие значения параметра Ангстрема (около 0,51), массового коэффициента (64%). При переходе с холодного на теплый период возрастает активность пылевых бурь и доминирование крупнодисперсных частиц.
▪ При дальнем и трансграничном переносах наблюдается сезонная изменчивость в поглощательных способностях аэрозольных частиц - в холодный период эмиссия пыли низка (уменьшение поглощательной способности) и увеличиваются выбросы сульфатного и нитратного аэрозоля (увеличение рассеивающей способности).
Выявленные закономерности распределения характеристик аэрозольного загрязнения позволили в итоге построить региональные модели в слоях выше слоя АТП при различных видах переноса загрязнения в регион (табл. 2, рис. 9).
Таблица 2а – Оптико-физические характеристики аэрозоля в свободной тропосфере при различных видах переноса загрязнения в регион
Параметр | Региональный (Такла-Макан) | Региональный (Фергана) | Дальний | Трансграничный |
Ниж. высота слоя, км | 2.7 ± 0.3 | 4.1±1.1 | 4.6±0.4 | 5.0±0.6 |
Верх. высота слоя, км | 4.8±0.7 | 5.1±0.9 | 8.2±0.5 | 7.1±0.4 |
Dh, км | 2.1±0.5 | 1.1±0.2 | 3.6±0.5 | 2.1±0.4 |
IB532*10-3, ср-1 | 0.0238± 0.0070 | 0.0008± 0.0001 | 0.0156± 0.0063 | 0.0099± 0.0039 |
DRmax | 0.09±0.01 | 0.07±0.01 | 0.11±0.00 | 0.10±0.01 |
LR, ср | 17.57±3.15 | 34.50±3.50 | 13.67±3.77 | 16.29±1.60 |
AOD532 | 0.31±0.06 | 0.03±0.01 | 0.12±0.04 | 0.13±0.03 |
AOD500 | 0.37±0.09 | 0.26±0.06 | 0.20±0.04 | 0.20±0.04 |
A380/870 | 0.06±0.05 | 1.30±0.07 | 0.25±0.17 | 0.51±0.10 |
α, км-1 | 0,157±0,034 | 0.025±0.003 | 0.048±0.024 | 0.073±0.021 |
PM10, мкг/м3 | 35.7±5.7 | 11.9±1.4 | 20.9±5.0 | 8.7±1.5 |
PM2.5/PM10, % | 42.1±2.7 | 56.9±0.9 | 45.2±1.5 | 64.2±2.7 |
SSA500 | 0.951±0.005 | 0.994±0.007 | 0.971±0.016 | 0.995±0.003 |
Vf/Vc | 0.62±0.14 | 2.80±2.20 | 1.55±0.26 | 2.05±0.49 |
rf, мкм | 0.36±0.08 | 0.12±0.00 | 0.22±0.06 | 0.19±0.05 |
σf | 1.41±0.09 | 1.65±0.45 | 2.13±0.58 | 2.06±0.30 |
rc, мкм | 2.68±0.51 | 1.10±0.60 | 3.07±0.35 | 3.00±0.52 |
σc | 2.38±0.40 | 1.70±0.30 | 2.20±0.37 | 1.78±0.17 |
n | 1.54±0.04 | 1.51±0.07 | 1.52±0.04 | 1.46±0.03 |
k | 0.021±0.008 | 0.003±0.002 | 0.015±0.009 | 0.012±0.008 |
Обозначения те же, что и в табл. 1а.
Вертикальные распределения отношения рассеяния на длине волны
532 нм в слоях загрязнения в свободной тропосфере приведены на рис. 9а.
|
|
|
|
а) | б) | в) | г) |
Рис. 9а. Высотное распределение отношения рассеяния на 532 нм в свободной тропосфере при переносе загрязнения из: а) пустыни Такла-Макан, б) Ферганской долины, при в) дальнем, г) трансграничном переносах загрязнения (кривая 1 – по данным лидара, 2 – по модели) |
При региональном переносе аэрозоля из пустыни Такла-Макан, высотное распределение R532 описывается эмпирической зависимостью:
(7)
где С1,…С7 равны -10.3656, 3.3030, 5.2236, 3.6521, -6.6207, 19.2246, 9.6565.
При региональном переносе из Ферганской долины:
(8)
где С1,…С7 равны 0.0819, 18.5791, -59.5843, -0.1840, 7.65746, -11.7062, 1.6051.
При дальнем переносе загрязнения:
(9)
где С1,…С10 равны 1.0398, 1.9239, 9.1448, -6.7905, 6.4071, 10.8914, 6.8816, 6.3189, -57.7007, 3.8704.
При трансграничном переносе загрязнения:
(10)
где С1,…С7 равны -3.1136, 1.5188, 14.3576, 0.2758, 20.8551, 0.6545, 1.6623.
Параметры, характеризующие микрофизические свойства аэрозольных частиц в распределении частиц по размерам (5) для случая аэрозоля свободной тропосферы (рис. 9б) приведены в табл. 2б.
| Рис. 9б. Распределение частиц по размерам в свободной тропосфере для различных видов переноса |
Таблица 2б – Параметры логнормального распределения частиц по размерам в слоях свободной тропосферы при различных видах переноса
Вид переноса | rf, мкм | σf | rc, мкм | σc |
Региональный (Такла-Макан) | 0.36±0.08 | 1.41±0.09 | 2.68±0.51 | 2.38±0.40 |
Региональный (Фергана) | 0.12±0.00 | 1.65±0.45 | 1.10±0.60 | 1.70±0.30 |
Дальний | 0.22±0.06 | 2.13±0.58 | 3.07±0.35 | 2.20±0.37 |
Трансграничный | 0.19±0.05 | 2.06±0.30 | 3.00±0.52 | 1.78±0.17 |
Разработанные региональные модели оптико-физических характеристик аэрозольного загрязнения при различных видах переноса в свободной тропосфере позволили впервые оценить вклад аэрозольных слоев на перенос солнечной радиации.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)