Анализ многолетней динамики природных пожаров и атмосферных аэрозолей в Сибири

Атмосферные аэрозоли оказывают значительное влияние на радиационный баланс атмосферы и, следовательно, климат за счёт рассеяния и поглощения падающего и отражённого солнечного излучения, а также за счёт взаимодействия с облачностью. Исследования пространственно-временных вариаций атмосферных аэрозолей необходимы для лучшего понимания воздействия аэрозолей на изменение климата. Одним из основных источников поступления ЧУ в атмосферу являются лесные пожары. Цель работы – исследование особенностей пространственно-временного распределения атмосферных аэрозолей в Сибири по данным спутниковых наблюдений. Для анализа лесопожарной активности использованы данные спектрорадиометра MODIS (MCD64A1 C6), установленного на спутниках Terra и Aqua. Продукт MCD64A1 C6.1 содержит сведения о пройденных огнём территориях с пространственным разрешением 500 м. Данные по аэрозольной оптической толщине (АОТ) на длине волны 550 нм за период 2000-2023 гг. были получены из продукта MODIS (MCD19A2CMG C61), полученного с помощью алгоритма Multi-Angle Implementation of Atmospheric Correction (MAIAC). Алгоритм MAIAC использует анализ временных рядов для повышения точности обнаружения облаков, определения аэрозольных слоёв и атмосферной коррекции. MCD19A2CMG C61 – ежедневный продукт уровня 3 с пространственным разрешением 0,05°, созданный на основе наблюдений Terra и Aqua. Данные MODIS были отфильтрованы с использованием флагов контроля качества, чтобы включить только лучшие измерения. Для определения типов аэрозолей над исследуемым регионом использованы данные лидара с ортогональной поляризацией (CALIOP) на борту спутника НАСА CALIPSO. В настоящем исследовании мы использовали ежемесячный продукт профиля тропосферного аэрозоля уровня 3 версии 4.21 для определения типов аэрозолей над исследуемым регионом, включая дневные и ночные безоблачные измерения CALIOP. Анализ данных показал, что над территорией Восточной Сибири (ВС), в центральной части, наблюдаются повышенные значения АОТ, достигающие ~0,3. Над территорией Западной Сибири (ЗС) средние значения АОТ ниже, максимальные значения наблюдаются в восточной части региона и достигают ~0,24. Лесные пожары являются доминирующим фактором, определяющим пространственно-временное распределение и количественный состав атмосферного аэрозоля в Восточной Сибири в течение лесопирогенного сезона. Распределение аэрозолей по типам, показывает, что в летний период доля дымовых аэрозолей в Восточной Сибири выше, чем в Западной. Максимальная доля дымовых аэрозолей наблюдается в июле и достигает ~37% в Восточной Сибири и ~25% в Западной. На территории Сибири за рассматриваемый период выявлены две обособленные области со статистически значимыми трендами площади лесных гарей: на юге Западной Сибири наблюдается область с отрицательным трендом гарей (-14 тыс. га/год), в центральной части Восточной Сибири – с положительным (10 тыс. га/год). Наблюдаемый тренд площади пожаров способствовал формированию положительного тренда значений АОТ за рассматриваемый период. В будущем, при сохранении текущих темпов глобального потепления, ожидается увеличение частоты, интенсивности и площади пожаров в Сибири, что приведёт к росту выбросов продуктов горения и увеличению аэрозольной нагрузки атмосферы, и последующему изменению её температурного баланса.

Работа выполнена в рамках государственного задания (номер государственного учёта НИОКТР 122011700172-2).