Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.D.97

Анализ дифференциального спектроскопического ИК метода определения антропогенных эмиссий СО2 (на примере Санкт-Петербурга)

Тимофеев Ю.М. (1), Неробелов Г.М. (1,2,3), Виролайнен Я.А. (1), Поберовский А.В. (1), Поляков АВ (1)
(1) Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
(2) Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
(3) Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), Санкт-Петербург, Россия
Современные антропогенные факторы влияют на природные процессы и характеристики Земли и приводят к глобальным и региональным изменениям погоды, климата и экологического состояния окружающей среды. Это существенно влияет на эффективность современной экономики, условия жизнедеятельности человека и состояние биосферы. Рост содержания важнейшего парникового газа СО2 и его антропогенных эмиссий продолжается. Мониторинг антропогенных эмиссий СО2 мегаполисов и мощных локальных источников требует создание глобальной оперативной независимой системы измерений антропогенных эмиссий СО2 и ее валидации. Важной целью такой системы является контроль выполнения международных обязательств различных стран по сокращению антропогенных эмиссий.
Рассмотрены различные методы оценки антропогенных эмиссий париковых газов, их преимущества и недостатки. Спутниковый и наземный ИК спектроскопические методы определения антропогенных эмиссий CO2 являются по сути решением последовательности двух обратных задач. На первом этапе по измерениям характеристик излучения (солнечного, теплового и т.д.) решается обратная задача атмосферной оптики и определяются пространственные и временные вариаций содержания, например, СО2. На втором этапе, используя эту информацию, решают обратную задачу атмосферного переноса - определяют эмиссии исследуемого газа с конкретных территорий.
Проанализированы различные факторы, определяющие погрешности дифференциального наземного ИК спектроскопического метода оценки антропогенных эмиссий на примере исследований для г. Санкт-Петербурга (программа измерений EMME, (Makarova et al., 2021), (Ionov et al., 2021)). Показано, что кроме случайных погрешностей метода, обусловленных прежде всего качеством и объемом экспериментальной информации, используемой априорной информацией и качеством модели атмосферного переноса, значительное влияние на погрешности получаемых оценок, оказывает геометрия измерений антропогенного вклада СО2. Использование ограниченного объема измерений не позволяющего получить равномерный охват территории всего мегаполиса приводит к значительным систематическим погрешностям, достигающим 100%. На основе исследований проведена коррекция сделанных ранее экспериментальных оценок антропогенных эмиссий мегаполиса Санкт-Петербурга (Тимофеев и др., 2020).

Ключевые слова: СО2, антропогенные эмиссии, мегаполисы, программа EMME, дифференциальный спектроскопический метод, погрешности
Литература:
  1. Тимофеев Ю.М., Неробелов Г.М., Виролайнен Я.А., Поберовский А.В., Фока С.Ч. Оценки антропогенных эмиссий СО2 мегаполиса Санкт-Петербурга // Доклады РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 494, № 1, С. 97–100. DOI: 10.31857/S2686739720090182.
  2. Makarova M. V., Alberti C., Ionov D. V., Hase F., Fok, S. C., Blumenstock T., Warneke T., Virolainen Y. A., Kostsov V. S., Frey M., Poberovskii A. V., Timofeyev Y. M., Paramonova N. N., Volkova K. A., Zaitsev N. A., Biryukov E. Y., Osipov S. I., Makarov B. K., Polyakov A. V., Ivakhov V. M., Imhasin H. Kh., and Mikhailov E. F. Emission Monitoring Mobile Experiment (EMME): an overview and first results of the St. Petersburg megacity campaign 2019 // Atmos. Meas. Tech. 2021. 14, P. 1047–1073, https://doi.org/10.5194/amt-14-1047-2021.
  3. Ionov D. V., Makarova M. V., Hase F., Foka S. C., Kostsov V. S., Alberti C., Blumenstock T., Warneke T., and Virolainen Y. A. The CO2 integral emission by the megacity of St Petersburg as quantified from ground-based FTIR measurements combined with dispersion modelling // Atmos. Chem. Phys. 2021. 21, 10939–10963, https://doi.org/10.5194/acp-21-10939-2021.

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

206