Мелкомасштабные частицы в Центральной Азии: происхождение, свойства, проявления

Мелкодисперсные частицы фундаментальным образом воздействуют на климат и биосферу из-за их влияния на процесс распределения солнечной энергии над поверхностью Земли. Их адекватное наблюдение является важной проблемой дистанционного зондирования Земли из космоса. В работе проведено комплексное исследование, характеризующее свойства, происхождение и проявления мелкомасштабных частиц над регионом Центральной Азии. Показано, что углеродсодержащий компонент в воздухе на участках наблюдений на территории высокогорного лидарного комплекса Теплоключенка Кыргызско-Российского Славянского университета в Центральном Тянь-Шане и Научной станции Российской академии наук в г. Бишкеке представлен, главным образом, органическим углеродом. При этом значительный вклад в его содержание вносят мобильные источники, состоящие из выбросов дизельных и бензиновых двигателей, а также горящие биомассы. Повышенная концентрация минеральной пыли на участках наблюдений возникает, когда воздушные массы, образовавшиеся в регионе Аральского моря и двух пустынь (Кызылкум и Каракумы) в Узбекистане и Туркменистане, переносят пыль из Аральского моря и двух этих пустынь. Существенный вклад может вносить также пыль из пустыни Такла-Макан в Китае. Результаты корреляционного анализа и рассмотрения элементов земной коры, местной почвы и почвы Аральского моря подтверждают значительное влияние почв Аральского моря на повышенную концентрацию металлов коры и редкоземельных элементов в мелкомасштабных минеральных частицах в образцах, полученных на обоих участках наблюдений. Проявления мелкодисперсных частиц связаны, в основном, с тем, что они являются одним из самых существенных источников неопределенности в оценке аэрозольного радиационного форсинга. Это связано с тем, что смесь тяжелого воздушного загрязнения над Азиатским континентом и сезонное увеличение частиц пыли пустынь в результате сказываются сложным образом на оптических свойствах аэрозоля. Расчеты аэрозольного радиационного форсинга выполнены на основе методики, учитывающей особенности Азиатского региона и используемого оборудования на измерительных точках сети обсерваторий UNEP/NOAA «Аэрозоль-Химия-Климат», в которую входит высокогорный лидарный комплекс Теплоключенка. Оптические и микрофизические характеристики аэрозоля, используемые в рамках расчетов, восстановлены по данным указанного лидарного комплекса. Исследована роль слоев аэрозольного загрязнения в изменении потоков излучения в атмосфере и на подстилающей поверхности. Показано, что при нарушениях радиационного фона в климатической системе происходит перераспределение энергии, вследствие чего возникают погодные (климатические) аномалии, в которых важную роль играет аэрозольное загрязнение атмосферы. Наибольший радиационный эффект аэрозоля в атмосфере Центральной Азии достигается в присутствии Атмосферных Коричневых Облаков. Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект № 14-05-90106_Киргизия_а).