Круглогодичные спутниковые измерения концентрации метана над Северным Ледовитым океаном

Глобальное увеличение концентрации метана начиная с 2007-2008 годов после десятилетия ее стабильности требует изучения и объяснения. Расположение и характер источников растущих выбросов метана по-прежнему неизвестны. Потепление Арктики, ускорившееся с 2007 года, стимулирует предположения относительно диссоциации метановых гидратов в Арктике и появление новой климатической положительной обратной связи. Систематические натурные измерения метана в атмосфере над Северным Ледовитом океаном (СЛО) отсутствуют. В этих условиях спутниковые измерения в среднем ИК диапазоне, где излучение Земли и атмосферы превалирует над солнечным, могут быть полезны для обнаружения и количественной оценки выбросов метана в Арктике. В данном докладе впервые представлен анализ стандартных измерений метана в нижней тропосфере над СЛО. Анализируются данные спектрометра AIRS/Aqua (Atmospheric IR Sounder) с 2002 года и IASI/Metop (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) c 2009 г. Как правило, чувствительность спутниковых данных к нижним слоям тропосферы в среднем ИК диапазоне понижена. В данной работе были определены районы и периоды, как благоприятные, так и неблагоприятные для спутниковых измерений. Хорошо известно, что чувствительность ИК приборов к нижней тропосфере зависит от вертикального температурного градиента. Например, в условиях холодных покрытых льдом районов океана зимой и весной измерения CH4 в нижней тропосфере практически невозможны. Нами был выбран параметр, который характеризует степень зависимости чувствительности спутникового прибора от температурного контраста в атмосфере: разность между температурой поверхности и температурой на высоте 4 км. Концентрации СН4 были скорректированы в зависимости температурного контраста с помощью простой эмпирической модели. В результате сезонные циклы СН4 как для случаев открытой поверхности воды, так и для ледяного покрова в зимнее время хорошо коррелируют с наземными измерениями. Максимальные положительные аномалии концентрации метана, как для IASI, так и для AIRS наблюдатся в ноябре-декабре, т.е., во время сезонных максимумов температуры в придонных слоях океана. Эти и некоторые другие данные свидетельствуют о выбросах метана как в прибрежных, так и в удаленных от берегов районах шельфа. При этом, во многих случаях повышенные концентрации метана соответствуют глубинам океана более 300 м. Предположительно этот метан выделяется в результате диссоциации метаногидратов.