Антропогенный аэрозоль над морями Северного Ледовитого океана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, доктор географических наук Виноградова, Анна Александровна

• Виноградова, Анна Александровна
• доктор географических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор географических наук Виноградова, Анна Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АТМОСФЕРА - ОДИН ИЗ КАНАЛОВ ПОСТУПЛЕНИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВЕЩЕСТВА В АРКТИКУ (ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ).

1.1. Перенос воздушных масс и примесей в северной полярной области в разные сезоны года.

1.1.1. метеорологические характеристики арктической атмосферы.

1.1.2. синоптические процессы и перенос воздушных масс.

1.1.3. осаждение аэрозольных примесей на поверхность.

1.1.4. возможности дальнего переноса примесей в Арктику.

1.2. Микроэлементы в составе арктического аэрозоля (экспериментальные результаты).

1.2.1. химические элементы различной природы.

1.2.2. сезонные изменения атмосферных концентраций элементов разной природы.

1.2.3. уровень атмосферных концентраций микроэлементов в Арктике и их долговременные изменения.

1.2.4. выпадение антропогенных микроэлементов на поверхность в Арктике.

1.3. Антропогенная эмиссия микроэлементов в атмосферу.

1.4. Воздействие антропогенных микроэлементов на окружающую среду в Арктике.

1.5. Выводы из главы 1.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ В РОССИЙСКОЙ АРКТИКЕ (НАШИ ИССЛЕДОВАНИЯ).

2.1. Постановка и методика экспериментов.

2.1.1. пункты и периоды наблюдений.

2.1.2. методики отбора и анализа аэрозольных проб.

2.1.3. подходы к изучению происхождения исследуемого аэрозоля по его элементному составу.

2.2. Средние характеристики элементного состава изучаемого аэрозоля.

2.2.1. средние концентрации микроэлементов в арктической атмосфере.

2.2.2. средние коэффициенты обогащения микроэлементов.

2.3. Корреляционный анализ состава аэрозольных проб.

2.3.1. корреляции концентраций и коэффициентов обогащения.

2.3.2. факторный анализ данных об элементном составе.

2.4. Происхождение аэрозоля отдельных проб: результаты синоптического анализа движения воздушных масс.

2.4.1. архипелаг Северная Земля.

2.4.2. остров Врангеля и станция СП-28.

2.4.3. морские экспедиции.

2.5. Происхождение аэрозоля отдельных проб: метод отношений концентраций элементов- трассеров.

2.5.1. основная идея метода и его апробация.

2.5.2. примененная нами методика сравнения отношений концентраций элементов-трассеров.

2.5.3. результаты идентификации регионов- источников антропогенных составляющих отдельных аэрозольных проб.

2.6. Выводы из главы 2.

ГЛАВА 3. СРЕДНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРОЦЕССАХ ДАЛЬНЕГО ПЕРЕНОСА ВОЗДУШНЫХ МАСС В РОССИЙСКУЮ АРКТИКУ И ИЗ НЕЕ ЗА ПЕРИОД С 1986 ПО 1995 ГОД.

3.1. Постановка задачи и методика анализа траекторий переноса воздушных масс.

3.1.1. пункты наблюдений и массивы траекторий.

3.1.2. надежность исходной информации и результатов.

3.1.3. классификация траекторий для применения к задаче переноса аэрозольных примесей в Арктику.

3.2. Средние закономерности в процессах воздухообмена Российской Арктики с окружающими территориями.

3.2.1. приход воздуха к пунктам наблюдений.

3.2.2. уход воздуха от пунктов наблюдений.

3.3. Межгодовая изменчивость в процессах воздухообмена.

3.4. Выводы из главы 3.

ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ ОЦЕНКИ СРЕДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ АРКТИКИ ЗА 10 ЛЕТ С 1986 ПО 1995 ГОД.

4.1. Методика оценок средних показателей загрязнения арктической атмосферы при использовании больших массивов траекторий переноса воздушных масс.

4.1.1. введение и расчет функции эффективности переноса примеси от источника к пункту наблюдений.

4.1.2. параметры и характеристики, необходимые для оценки ФЭП.

4.1.3. перераспределение примеси в арктической атмосфере.

4.1.4. подход к оценкам средней атмосферной концентрации примеси и ее потока на подстилающую поверхность.

4.2. Средние концентрации антропогенных микроэлементов в атмосфере Российской Арктики.

4.2.1. вклады отдельных регионов-источников, наиболее значимые источники загрязнения атмосферы Российской Арктики.

4.2.2. средние концентрации микроэлементов в арктическом воздухе.

4.3. Очищение арктической атмосферы от антропогенных аэрозольных примесей.

4.3.1. сравнение эффективностей трех механизмов очищения.

4.3.2. соотношение «вертикального» и «горизонтального» механизмов очищения для всей атмосферы Арктики.

4.3.3. баланс антропогенных микроэлементов в атмосфере Арктики.

4.4. Средние потоки антропогенных микроэлементов из атмосферы на подстилающую поверхность в Арктике.

4.5. Влияние длительности исходных траекторий движения воздушных масс на средние показатели уровня загрязнения арктической атмосферы.

4.6. Вклад атмосферы в загрязнение вод морей Российской Арктики.

4.7. Выводы из главы 4.

ГЛАВА 5. МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АРКТИЧЕСКОЙ АТМОСФЕРЫ В КОНЦЕ XX ВЕКА.

5.1. Современные изменения климата в Северном полушарии и антропогенное загрязнение атмосферы Арктики.

5.2. Изменения в процессах воздухообмена.

5.3. Изменения вкладов источников антропогенных микроэлементов.

5.4. Изменения в процессах очищения арктической атмосферы.

5.5. Изменения средних показателей загрязнения в Арктике.

5.5.1. Изменение концентраций антропогенных микроэлементов в атмосфе

5.5.2. Изменение потоков антропогенных микроэлементов на поверхность. 198 5.6. Выводы из главы 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Антропогенный аэрозоль над морями Северного Ледовитого океана»

Атмосфера и гидросфера - два канала, по которым осуществляется перенос вещества из средних широт в Арктику. При этом на территории Арктики происходит разгрузка воздушных потоков и речных вод от тех загрязнений, которые они накопили в среднеширотных районах, и особая уязвимость окружающей среды арктического региона определяется своеобразием миграции и поступления загрязняющих веществ в ее депонирующие среды. В этой связи немаловажным является изучение источников антропогенных микроэлементов в арктической атмосфере, а также механизмов ее очищения и степени воздействия на различные объекты природной среды Арктики.

До недавнего времени роль атмосферы в процессе загрязнения водных объектов арктического региона недооценивалась. Однако для ряда веществ и химических элементов, в частности, антропогенных, вклад атмосферы может оказаться определяющим, особенно в центральных частях самого Северного Ледовитого океана и его морей.

Осаждаясь на подстилающую поверхность (лед, снег, вода океана и его морей, суша островов и прибрежных территорий), принесенные воздушными массами антропогенные вещества воздействуют на окружающую среду Арктики, ее флору и фауну, влияя через пищевые цепи и на человека [АМАР, 1997; 2002]. При этом в холодных условиях Арктики целый ряд элементов окружающей среды (морской лед, донные осадки, мхи и лишайники, некоторые животные) обладают свойством накапливать загрязнения в течение многих лет. В результате антропогенная нагрузка на арктические экосистемы возрастает со временем.

Специфика климатических и метеорологических условий, существующих в северной полярной области (СПО), определяет своеобразие природных явлений, происходящих в этом регионе. В частности, свойства и состав атмосферного аэрозоля в Арктике во многом существенно отличаются от аналогичных характеристик атмосферы других широт. Большую часть года (200-300 дней в году) поверхность Северного Ледовитого океана (СЛО) и суши в Арктике скована льдом и скрыта слоем снега, поэтому влияние природных (терригенного и морского) локальных и региональных источников аэрозольного вещества на состав арктического аэрозоля на долгое время исключается. Своеобразие процессов трансформации аэрозоля и его влияния на окружающую среду в арктическом регионе связано также с изменениями ряда физических параметров атмосферы и подстилающей поверхности при переходе от полярной ночи зимой к летнему незаходящему солнцу и обратно. В результате создаются условия, при которых определяющее воздействие на природную среду Арктики оказывают атмосферные аэрозоли, в том числе и антропогенные, принесенные туда из сред неширотных районов планеты.

Несмотря на то, что последние 15-20 лет XX века ознаменовались активным изучением состава и свойств атмосферы Арктики, этих усилий оказалось недостаточно для выявления наиболее общих закономерностей в процессах воздействия деятельности человека на арктическую атмосферу и оценки возможных последствий этого явления. Поэтому в начале XXI века задача изучения временной и пространственной изменчивости уровня загрязнения атмосферы Арктики, а также источников и стоков этого загрязнения выделяется как одна из приоритетных в ряду исследований глобальных изменений климата и окружающей среды на нашей планете [АМАР, 1997; 2002; Мохов, 1999]. Это связано не только с возможными региональными изменениями природной среды арктических экосистем, но также с возможностью огромного и необратимого влияния этих изменений на все формы жизни далеко за пределами арктического региона [Климатический режим Арктики ., 1991; Алексеев и др., 2000].

Уже многие годы арктический атмосферный аэрозоль содержит не только природные составляющие, но и ряд веществ и химических элементов, происхождение которых связано с деятельностью человека в средних широтах Северного полушария. Послойные исследования ледников островов Северной Канады, Гренландии, Шпицбергена, Северной Земли обнаружили, начиная с 50-х годов XX века, возрастание их загрязненности продуктами человеческой деятельности в соответствии с увеличением выбросов антропогенных веществ в атмосферу.

Основными (по массе) антропогенными компонентами аэрозоля в Арктике являются сульфаты, органика и элементарный углерод - сажа. Воздействие этих веществ на окружающую среду неодинаково. Наличие сульфатов и органики в атмосфере приводит к загрязнению и закислению осадков и, соответственно, влияет на химический состав снега, льда, воды и почвы, на которые они выпадают. Что касается сажи, то она изменяет радиационный баланс атмосферы, влияя на оптические свойства тропосферы и подстилающей поверхности, и, следовательно, является важным климатообразующим фактором в Арктике.

Современные аналитические методы позволяют определять в аэрозольных пробах содержание еще около 40 химических микроэлементов, общая масса которых не превышает 5% от всей массы аэрозольного вещества. Однако изучение столь малых компонент оказалось весьма полезно не только с точки зрения воздействия отдельных (часто токсичных) элементов на окружающую среду. Многие из этих микроэлементов являются трассерами при исследовании происхождения аэрозоля, путей его дальнего переноса в атмосфере, процессов его трансформации и осаждения на подстилающую поверхность. Именно такие малые составляющие арктического аэрозоля были объектом наших исследований.

Еще в 40-50-х годах в весеннее время в окрестностях Аляски пилоты метеослужбы наблюдали замутненность атмосферы (с дальностью видимости до 8 км), названную «арктической дымкой» (Arctic haze) [Mitchell, 1957]. Совпадение в весеннее время положений максимумов в сезонных зависимостях коэффициента светорассеяния арктического воздуха и содержания в нем различных составляющих антропогенного происхождения привело к тому, что основной причиной образования дымок стало считаться загрязнение арктической атмосферы продуктами человеческой деятельности на материках вокруг CJIO [Barrie, 1986]. В результате к этому вопросу было привлечено внимание не только ученых, но и политиков.

Таким образом, к середине 80-х годов XX столетия (т.е. к началу наших исследований) только-только была осознана необходимость подробнейшего ^изучения свойств и состава арктического аэрозоля. Развитие к этому моменту экспериментальной и аналитической базы также позволило организовать такие исследования. На Аляске, в Гренландии, в Канадском и Норвежском секторах Арктики были начаты круглосуточные круглогодичные наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, в том числе и за его элементным составом [Rahn, 1985]. В Российской Арктике в те годы на некоторых полярных станциях в отдельных экспедициях проводились измерения распределения аэрозольных частиц по размерам и спектральных характеристик арктической атмосферы [Сакунов и др., 1990]. Первые измерения элементного состава аэрозоля в Российской Арктике, проведенные в 1968 г. [Биненко и др., 1981], не повторялись до 1984-85 гг. (наши первые исследования на о. Врангеля [1]). Это было связано, с одной стороны, с недостатками экспериментальной базы, поскольку для работ в Арктике требовались уникальные высокообъемные пробоотборники и развитые методики обнаружения минимальных количеств отдельных химических элементов в аэрозольных пробах. С другой стороны, тормозом в развитии таких исследований была информационная закрытость СССР, когда научные работы в Арктике ограничивались, а их результаты подлежали цензуре и не публиковались в открытой печати.

Однако наша страна имеет северную границу, протянувшуюся вдоль половины побережья Северного Ледовитого океана, и оставлять такое огромное «белое пятно» на карте изучения Арктики в конце концов стало невозможно. Данные ученых западных стран свидетельствовали (по их мнению) о том, что российские промышленные комплексы, расположенные вблизи полярного круга (на Кольском п-ове и в районе Норильска) загрязняют атмосферу Арктики и приближают экологическую катастрофу в этом регионе [Shaw, 1982; Rahn et al., 1983]. В связи с этим возникла необходимость экспериментального исследования состава атмосферы в Российской части Арктики, изучения и прогнозирования воздействия российских промышленных областей на арктические экосистемы.

Наши исследования элементного состава аэрозоля, выполненные во второй половине 80-х годов на двух российских станциях, расположенных на арх. Северная Земля и на о. Врангеля, были первыми более или менее регулярными (в течение 5 лет) наблюдениями такого рода. Все они ограничивались лишь весенним сезоном, когда арктическая атмосфера содержит наибольшее количество антропогенных составляющих. К сожалению, отсутствие достаточного материального обеспечения не позволило в последующие годы продолжить эти исследования и организовать круглогодичные наблюдения за составом атмосферы в этих районах. Работы, проводимые с начала 90-х годов до настоящего времени в Российской Арктике на научно-исследовательских судах, являются эпизодическими, поскольку определяются режимом конкретных экспедиций, и почти все они приходятся на летне-осенний сезон, когда большая часть российских арктических морей открыта ото льда. Для получения же достоверной информации о закономерностях и особенностях в процессах загрязнения атмосферы необходимо анализировать многолетние непрерывные информационные массивы.

Логическим продолжением наших экспериментальных работ стал анализ многолетней метеорологической и синоптической информации о движении воздушных масс в СПО, на основании которого были выполнены модельные оценки переноса антропогенных примесей в Российскую Арктику и из нее. Это позволило оценить средние концентрации (и их сезонные изменения) ряда антропогенных микроэлементов (в том числе, тяжелых металлов) в арктической атмосфере, а также выявить их наиболее значимые источники и стоки. Существующие экспериментальные данные об элементном составе аэрозоля в Российской части Арктики, хотя они и охватывают в основном лишь весенний и летний сезоны и являются результатом эпизодических наблюдений, оказались чрезвычайно полезными для верификации модельных оценок.

Полученные средние оценки уровня загрязненности арктической атмосферы были применены для определения вертикальных потоков ряда антропогенных микроэлементов на подстилающую поверхность в Арктике и вклада атмосферных аэрозолей в формирование состава водной взвеси арктических морей России.

Целью работы являлось определение уровня загрязненности атмосферы в Российской Арктике как по результатам экспериментального изучения элементного состава атмосферного аэрозоля, так и на базе модельных расчетов, а также оценка средних потоков антропогенных примесей из атмосферы на поверхность Северного Ледовитого океана и его морей.

Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

В первой главе рассматриваются особенности арктической атмосферы, определяющие направления и эффективность переноса воздушных масс и антропогенных примесей в СПО в разные сезоны года, а также обобщаются экспериментальные данные об элементном составе и свойствах арктического аэрозоля (по литературе).

Вторая глава содержит результаты экспериментальных исследований элементного состава аэрозоля в Российской Арктике, в которых автор принимала участие совместно с сотрудниками Института физики атмосферы им. A.M. Обухова РАН, Арктического и Антарктического научно-исследовательского института, Института экспериментальной метеорологии (г. Обнинск) и Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Особое внимание уделяется определению происхождения различных составляющих арктического аэрозоля, а также идентификации отдельных промышленных регионов-источников антропогенных компонент.

Третья глава посвящена изучению 10-летних средних характеристик процессов дальнего переноса воздушных масс в Российскую Арктику и из нее. Анализируются основные пространственные и временные закономерности в процессах воздухообмена между Российской территорией Арктики и средними широтами, а также межгодовые и сезонные особенности этих процессов.

В четвертой главе описывается примененный нами подход для оценок эффективности переноса примеси в атмосфере при статистической обработке большого количества траекторий движения воздушных масс. Приводятся численные оценки средних атмосферных концентраций и выпадений на подстилающую поверхность конкретных антропогенных микроэлементов как для отдельных сезонов, так и в целом за год. Выявляются наиболее значимые для Российской Арктики источники этих аэрозольных составляющих с учетом загрязненности самого арктического воздуха в холодную часть года. Впервые вклад горизонтального переноса примесей в ходе межширотного воздухообмена рассматривается как один из механизмов очищения арктической атмосферы, оценивается его эффективность в разные сезоны. Приводятся также оценки среднего вклада атмосферных аэрозолей в содержание антропогенных микроэлементов в водах морей Российской Арктики.

В пятой главе рассмотрено влияние долговременных (до 20 лет) изменений в процессах переноса воздушных масс в СПО на источники, стоки и средние концентрации антропогенных примесей в арктической атмосфере, а также на их потоки на подстилающую поверхность в Арктике. Выявлены основные тенденции современных изменений в процессах формирования примеси в атмосфере Арктики.

В заключении резюмируются основные результаты работы и формулируются наиболее значительные выводы из проведенного исследования.

Научная новизна результатов определяется в первую очередь объектом исследования - состав атмосферного аэрозоля в Российской Арктике, недостаток сведений о котором в последние 15-20 лет тормозит изучение свойств арктической атмосферы и экосистемы Арктики в целом. В частности, новыми можно назвать следующие результаты:

• Получен и проанализирован первый и до сих пор единственный многолетний ряд экспериментальных данных об элементном составе аэрозоля в атмосфере Российской Арктики в весеннем сезоне, когда ее загрязнение максимально.

• Оценены потенциальные возможности наиболее крупных промышленных регионов Северного полушария влиять на загрязнение атмосферы в Российской части Арктики и выявлены наиболее значимые источники этого загрязнения для разных пунктов в разные сезоны в отношении разных примесей.

• Впервые показано, что в среднем за год процесс выноса антропогенных примессй воздушными массами за пределы Арктики по эффективности очищения арктической атмосферы сравним с процессами, осаждающими примеси на подстилающую поверхность внутри региона, и изучены сезонные вариации в соотношении этих процессов.

• Впервые выполнены оценки средних многолетних значений (и их сезонных вариаций) атмосферных концентраций и выпадений на подстилающую поверхность в Российской Арктике ряда антропогенных микроэлементов, являющихся приоритетными для изучения с точки зрения их негативного воздействия на окружающую среду и человека.

• Показано, что роль атмосферных аэрозолей в загрязнении вод Северного Ледовитого океана антропогенными микроэлементами значительно выше, чем предполагалось ранее. В частности, в арктических морях России средний годовой вклад аэрозолей в содержание некоторых тяжелых металлов составляет до половины вклада речного стока.

• Изучены долговременные изменения в процессах воздухообмена в СПО в конце XX века, результатом которых были изменения в источниках и стоках антропогенных аэрозольных примесей в атмосфере Арктики, а также изменения средних атмосферных концентраций антропогенных микроэлементов и их потоков на подстилающую поверхность в арктическом регионе. Отмечено, что возможное снижение роли атмосферы как канала поступления антропогенных примесей в Арктику в условиях современного изменения климата должно привести к возрастанию вклада в этот процесс речного стока. Поэтому уменьшение антропогенной нагрузки на окружающую среду Арктики возможно лишь путем разработки, внедрения и реальной установки на промышленных предприятиях современных эффективных средств фильтрации и очистки продуктов, выбрасываемых в атмосферу и в водные объекты природной среды.

Возможные практические приложения результатов;

1. Полученные экспериментальные данные об элементном составе аэрозоля в атмосфере и оценки многолетних средних атмосферных концентраций и выпадений на поверхность антропогенных микроэлементов в Российской Арктике могут быть использованы при изучении условий существования и развития арктических экосистем, а также для верификации различных теоретических моделей и оценок.

2. Предложенный метод оценки потенциальной возможности конкретного промышленного региона влиять на состав атмосферы в Арктике дает перспективы для оценки, сравнения и регулирования воздействия существующих и новых промышленных объектов на арктическую атмосферу.

3. Полученные количественные оценки роли воздушных потоков в загрязнении и очищении природной среды Арктики в разные сезоны могут использоваться при изучении антропогенного воздействия на экосистему Арктики и климатических последствий этого воздействия.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации автором опубликовано

35 статей в отечественных и зарубежных научных журналах и еще около 30 тезисов докладов в трудах различных конференций и симпозиумов. Результаты работы неоднократно докладывались на семинарах лабораторий ААНИИ, ИО им. П.П. Ширшова РАН, НИФХИ им. Л.Я. Карпова, ИЭМ, ИФА им. A.M. Обухова РАН, а также на совещаниях и конференциях в нашей стране и за рубежом: на Европейской аэрозольной конференции в 1994 и 2001 гг., на 14-ой Международной конференции по нуклеации и атмосферным аэрозолям в 1996 г., на Российско - Германских совещаниях по проблемам моря Лаптевых в 1996 и 2000 гг., на Заседаниях Рабочей группы «Аэрозоли Сибири» в 1995, 1996 и 2000-2002 гг., на Российско - Норвежском совещании в Санкт-Петербурге в 1995 г., на Международной конференции "Физика атмосферного аэрозоля" (Москва, 1999 г.), на XIII Международной школе по морской геологии в 1999 г., на Международных совещаниях по взаимодействию между сушей и океаном в Российской Арктике (LOIRA) в Москве в 1999 и 2000 гг., на 6-ой конференции в рамках международного проекта по Глобальной атмосферной химии (IGAC) в Италии в 1999 г., на 2-ом Международном симпозиуме по загрязнению окружающей среды (в рамках проекта АМАР) в Финляндии в 2002 г., на заключительной научной конференции по проекту "Климатическая система Арктики" (ACSYS) в Санкт- Петербурге в 2003 г.

Личный вклад автора состоит (i) в постановке задачи и организации экспериментальных наблюдений за составом атмосферного аэрозоля в Российской Арктике во второй половине 1980-х годов, (ii) в проектировании высокообъемного пробоотборника для сбора аэрозольных проб в Арктике, (iii) в обработке и интерпретации экспериментальных результатов, полученных в ходе всех экспедиций, (iv) в создании, разработке и реализации методики оценки средних характеристик аэрозольного загрязнения арктической атмосферы по многолетним массивам траекторий переноса воздушных масс. При выполнении модельной части работы автор дважды была руководителем инициативных проектов, поддержанных РФФИ.

Заключение диссертации по теме «Океанология», Виноградова, Анна Александровна

Основные результаты работы:

1. Получен первый и единственный для Российской Арктики многолетний ряд экспериментальных данных об элементном составе атмосферного аэрозоля в весеннем сезоне. Сформированы представления о природе различных микроэлементов в изучаемом аэрозоле, выделены элементы преимущественно терригенного (А1, Ре, Мп), морского (№, С1, Вг) и антропогенного (БЬ, Со, Zn) происхождения. В ряде случаев идентифицированы крупные промышленные регионы, расположенные в Западной и Восточной Европе, на Кольского п-ове, в районе Норильска, в Японии и в Северной Америке, являвшиеся источниками антропогенных составляющих аэрозоля в Российской Арктике.

2. Предложена и разработана методика оценки многолетних средних характеристик источников и стоков антропогенных примесей в арктической атмосфере, предполагающая использование результатов статистического анализа больших массивов прямых и обратных траекторий переноса воздуха, а также многолетних средних значений метеорологических параметров арктической атмосферы.

3. Оценены средние концентрации (и их сезонные изменения) шести антропогенных микроэлементов в атмосфере Российской Арктики. Сравнение с экспериментальными значениями показало, что зимой и весной средний уровень загрязненности атмосферы приблизительно одинаков на всем пространстве арктического региона. Впервые учтено и оценено накопление антропогенных микроэлементов в воздухе Арктики в холодные сезоны. 1

4. Выявлены 4 промышленных региона - Северная Европа, Кольский п-ов, Урал и Норильск, - вносящие максимальные вклады в загрязнение атмосферы западной половины Российской Арктики и конкурирующие друг с другом по значимости для разных пунктов наблюдений, разных сезонов и в отношении разных примесей. Показано, что во все сезоны года вклад североамериканских промышленных областей в загрязнение атмосферы тихоокеанского сектора Арктики является определяющим (по сравнению с евроазиатскими источниками).

5. Изучены механизмы очищения арктической атмосферы от загрязнений и оценены их средние соотношения в разные сезоны. Показано, что в холодную часть года вклад осаждения осадками незначителен, при этом зимой наиболее эффективен вынос примесей воздушными массами за пределы Арктики, а весной эффективности сухого осаждения и выноса воздушными массами приблизительно одинаковы. Наоборот, в теплые сезоны очищение арктической атмосферы происходит преимущественно в результате осаждения примесей на поверхность внутри региона, причем преобладает осаждение осадками. В целом за год количество антропогенной примеси, уносимое из Арктики воздушными потоками, в среднем приблизительно равно ее массе, оседающей на поверхность внутри арктического региона.

6. Оценены средние потоки (и их сезонные изменения) шести антропогенных микроэлементов из атмосферы на подстилающую поверхность в Российской Арктике, в том числе сделаны оценки годовых выпадений этих элементов на поверхность арктических морей России. Показано, что средний годовой вклад атмосферы в загрязнение вод центральной части моря свинцом и кадмием может достигать 30% и 50% от вклада речного стока, соответственно, для морей Лаптевых и Карского. При экстраполяции полученных значений вертикальных потоков на всю Арктику показано, что в среднем за год антропогенный поток рассматриваемых микроэлементов па всю поверхность Северного Ледовитого океана составляет менее 2% от их суммарных выбросов в атмосферу всеми промышленными регионами Европы и азиатской части России.

7. Изучены долговременные изменения в процессах воздухообмена в СПО в конце XX века, результатом которых было перераспределение вкладов источников загрязнений, а также различных каналов очищения арктической атмосферы. Это привело к изменению средних концентраций ряда антропогенных микроэлементов и их потоков на поверхность в Арктике. В частности, по нашим данным весной в последние 20 лет XX века в центральной части Российской Арктики уровень содержания антропогенных составляющих в атмосферном аэрозоле понижался. В целом современные изменения климата в Северном полушарии (при их сохранении в дальнейшем) должны постепенно приводить к снижению эффективности переноса антропогенных примесей воздушными потоками из средних широт в Арктику, уменьшая тем самым роль атмосферы как канала поступления загрязнений в арктический регион.

Работа частично была выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований (гранты №№ 93-05-12100, 98-05-279, 96-05-00043, 00-05-64389, 00-15-98623) и Лаборатории им. О.Ю. Шмидта, ОШ (проект 1ШО-1257).

В заключение автор выражает глубокую признательность [А.И. Воскресенскому и В.Н. Капустину - инициаторам этой работы, а также А.П. Лисицыну и В.П. Шевченко, без внимания и поддержки которых эта работа вряд ли была бы завершена. Хочу также поблагодарить всех моих соавторов и отдельно И.П. Малкова за помощь в организации экспериментальных работ в 80-х годах и A.A. Клювиткина - безотказного помощника при оформлении рукописи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы был получен ряд важных геофизических результатов, касающихся свойств и состава арктической атмосферы. Была оценена роль атмосферы в загрязнении и очищении воздуха в Арктике, а также уровень загрязненности арктической атмосферы и вклад атмосферных аэрозолей в формирование состава водной взвеси морей Северного Ледовитого океана.

Список литературы диссертационного исследования доктор географических наук Виноградова, Анна Александровна, 2004 год

1. Алексеев Г.В., Александров Б.И., Священников П.Н., Харланенкова Н.Е. О взаимосвязи колебаний климата в Арктике и в средних и низких широтах // Метеорология и гидрология. 2000. № 6. С. 5- 17.

2. Алексеев Г.В., Священников П.Н. Естественная изменчивость характеристик климата Северной полярной области и Северного полушария // JI.: Гидрометеоиздат. 1991. -159 с.

3. Арктика на пороге третьего тысячелетия (ресурсный потенциал и проблемы экологии) // СПб.: Наука, 2000. 247 с.

4. Белоусов C.J1., Пагава Т.С. Расчет траекторий воздушных частиц // Отраслевой фонд алгоритмов и программ «Гидрометслужба». 1998. № 257244 8.00150-01 13.

5. Биненко В.И., Иванов В.А., Петрухин В.А. Аэрозольные измерения в Арктике и в районе вулканов // Первый глобальный эксперимент ПИГАП. JI.: Гидрометеоиздат, 1981. Т. 2. С. 101- 106.

6. Борзилов В.А., Клепикова Н.В., Костриков A.A. и др. Метеорологические условия дальнего переноса радиоактивных продуктов аварии на Чернобыльской атомной электростанции // Метеорология и гидрология. 1989. № 11. С. 5- 11.

7. Брязгин H.H. Количество и повторяемость атмосферных осадков в Северном Ледовитом океане //Тр. ААНИИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. Т.381. С. 77- 87.

8. Брязгин H.H. Характеристики осадков в Российской Арктике, влияющие на удаление загрязнений из атмосферы // Тр. ААНИИ. С.- Петербург.: Гидрометеоиздат, 1998. Т. 439. С. 135-148.

9. Брязгин H.H., Бурова Л.П., Воскресенский А.И., Цигельницкий И.И. Полярная дымка как объект мониторинга полярных областей II Мониторинг климата Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 105- 114.

10. Бурова Л.П. Влагосодержание инверсионных слоев атмосферы в Арктике II Тр. ААНИИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. Т.370. С. 111- 130.

11. Бурова Л.П., Лукьянчикова Н.И. Роль меридионального воздухообмена в загрязнении и самоочищении атмосферы Арктики // Тр. ААНИИ. С.- Петербург.: Гидрометеоиздат, 1998. Т. 439. С. 111-123.

12. Вызова Н.Л., Гаргер Е.К., Иванов В.Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 278 с.

13. Бышев В.И., Кононова Н.К., Нейман В.Г., Романов Ю.А. Особенности динамики климата Северного полушария в XX столетии // ДАН. 2002. Т. 384. № 5. С. 674-681.

14. Виноградова Г.М., Завалишин H.H., Кузин В.И. Изменчивость сезонных характеристик климата Сибири в течение XX века // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 6-7. С. 604- 607.

15. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. М.: Мысль, 1978. 365 с.

16. Воскресенский А.И. Мониторинг климата Арктики // Мониторинг климата Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 6- 29.

17. Воскресенский А.И., Брязгин H.H. О мониторинге облачности Арктики // Мониторинг климата Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 87- 96.

18. Гальперин М.В., Софиев М., Гусев А., Афиногенова О. Подходы к моделированию трансграничного загрязнения атмосферы Европы тяжелыми металлами: М., ЕМЕП/МСЦ-В, 1995. Отчет 7/95. 85 с.

19. Гледенова Н.К., Петров Л.С. Облачность над Северным Ледовитым океаном // Тр. ААНИИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. Т.381. С. 68- 77.

20. Голубева Н.И., Матишов Г.Г., Бурцева J1.B. Результаты исследования загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха в открытых районах Баренцева и Белого морей // ДАН. 2002. Т. 387. № 4. С. 537- 540.

21. Дмитриев A.A., Сельтцер П.А., Кондратюк С.И., Кучин В.А. Макромасштабные атмосферные процессы и среднесрочные прогнозы погоды в Арктике // Л.: Гидроме-теоиздат, 1982. 253 с.

22. Дыдина JI.A. Особенности развития синоптических процессов в Арктике и их использование в прогнозах на средние сроки // JL: Гидрометеоиздат, 1982. 224 с.

23. Егоров В.В., Жигаловская Т.Н., Малахов С.Г., Шилина А.Н. Содержание микроэлементов в приземном слое воздуха над континентом и океаном // Тр. ИЭМ. М.: Гидрометеоиздат, 1971. Вып. 14. С. 73-81.

24. Израэль Ю.А., Павлов A.B., Анохин Ю.А. Эволюция криолитозоны при современных изменениях глобального климата // Метеорология и гидрология. 2002. № 1. С. 2234.

25. Исаченко А.Г., Шляпников A.A. Ландшафты. М.: Мысль, 1989. 504 с.

26. Каримова Г.У., Чуканин К.И. Схема переноса загрязняющих веществ в тропосферу Арктики // Мониторинг климата Арктики. JL: Гидрометеоиздат, 1988. С. 168- 181.

27. Климатический режим Арктики на рубеже XX и XXI вв. // JI.: Гидрометеоиздат, 1991. -200 с.

28. Колесов Г.М. Определение микроэлементов. Нейтронно- активационный анализ в геохимии и космохимии // Журнал аналитической химии. 1994. Т. 49. № 1. С. 160171.

29. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль // JL: Гидрометеоиздат, 1983. 224 с.

30. Корж В.Д. Закономерность фракционирования химических элементов в процессе их выноса из океана в атмосферу // ДАН. 1987. Т. 292. № 4. С 822- 827.

31. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука, 1991. 243 с.

32. Кулматов P.A., Кист A.A., Каримов И.И. // Журнал аналит. химии. 1980. Т. 35. № 2. С. 254-259.

33. Куцсиогий К.П., Куценогий П.К. Аэрозоли Сибири. Итоги семилетних исследований // Сибирский экологический журнал. 2000. Т. 7. № 1. С. 11- 20.

34. Куценогий К.П., Смирнова А.И., Смоляков Б.С., Чуркина Т.В. Оценка содержания некоторых компонентов в выбросах промышленных предприятий Южного Урала и Норильска // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 5- 6. С. 460- 463.

35. Лисицын А.П. Ледовая седиментация в Мировом океане. М.: Наука, 1994а. -448 с.

36. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 19946. Т. 34. № 5. С. 735747.

37. Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества, природные фильтры и осадочные системы «живого океана» // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 1. С. 15-48.

38. Лутфулин И.З. Новые методы предвычисления метеорологических полей. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 196 с.

39. Макштас А.П., Священников П.Н. Характеристики облачности Арктического бассейна и опыт их статистического моделирования // Тр. ААНИИ. С.- Петербург.: Гидрометеоиздат, 1998. Т. 439. С. 135-148.

40. Малый атлас мира. М.: АТКАР-ПКО «Картография» и «АСТ-ПРЕСС», 1998. 351с.

41. Миклишанский А.З., Яковлев Ю.В. Нейтронно-активационный анализ атмосферных аэрозолей. К вопросу о глобальном загрязнении атмосферы // Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 3252.

42. Миклишанский А.З., Яковлев Ю.В., Савельев Б.В. О формах нахождения химических элементов в атмосфере: распределение микроэлементов между парами атмосферной влаги и аэрозолем в приземных слоях воздуха // Геохимия. 1978. № 1. С. 310.

43. Мониторинг климата Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 264с.

44. Мохов И.И. Первая международная конференция по программе исследования климатической изменчивости и предсказуемости и Российский план участия в Международной программе CLIVAR // Изв. АН. ФАО. 1999. Т.35. № 3. С. 425-428.

45. Нагурный А.П., Тимерев A.A., Егоров С.А. Пространственно- временное поведение инверсионного слоя в нижней тропосфере Арктики // ДАН. 1991. Т. 319. № 5. С. 1110- 1113.

46. Оболкин В.А., Потемкин В.Л., Ходжер Т.В, Сравнительные данные о химическом составе аэрозолей континентальных и арктических районов Восточной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 6. С. 632- 635.

47. Остромогильский А.Х., Петрухин В.А. Тяжелые металлы в атмосфере: источники поступления и методы оценки их влияния // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. Вып. 2. С. 56-70.

48. Остромогильский А.Х., Петрухин В.А., Кокорин А.О. и др. Глобальное распределение мади и цинка в атмосфере и мировом океане (модельные оценки) // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. Вып. 6. С. 1521.

49. Перельман А.И. Геохимия. М.: «Высшая школа», 1979.-423 с.

50. Петрухин В.А., Бурцева Л.В., Лапенко Л.А. и др. Фоновое содержание микроэлементов в природных средах (по мировым данным). Сообщение 5. // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Вып. 5. С. 4-30.

51. Программное обеспечение ЭВМ. Минск: АН БССР, 1983. Вып. 44. Ч. 2.

52. Радионов В.Ф., Брязгин H.H., Александров Е.И. Снежный покров в арктическом бассейне. С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1996. 124 с.

53. Ровинский Ф.Я., Громов С.А., Бурцева Л.В., Парамонов С.Г. Тяжелые металлы: дальний перенос в атмосфере и выпадение с осадками // Метеорология и гидрология. 1994. № 10. С. 5- 14.

54. Ровинский Ф.Я., Петрухин В.А. Фоновое содержание металлов в приземном слое атмосферы // Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. С. 8-19.

55. Ровинский Ф.Я., Петрухин В.А., Виженский В.А. и др. Фоновое содержание микроэлементов в природных средах (по мировым данным). Сообщение 4. // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. Вып. 4. С. 350.

56. Ровинский Ф.Я., Петрухин В.А., Черханов Ю.П. и др. Фоновое загрязнение атмосферы Арктики: наблюдения и оценки // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Вып. 5. С. 88-97.

57. Савенко B.C. Факторы, определяющие распространенность химических элементов в океанском аэрозоле // ДАН. 1994. Т. 339. № 5. С. 670- 674.

58. Сакунов Г.Г., Тимерев A.A., Бартенева О.Д. Аэрозольно-оптические характеристики атмосферы арктических районов // Метеорология и гидрология. 1990. № 2. С. 6571.

59. Сельцер П.А. Количественная характеристика межширотного воздухообмена при основных типовых преобразованиях // Тр. ААНИИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Т. 416. С. 76- 87.

60. Снежный покров//Б С Э. М.: Советская энциклопедия. 1976. Т. 23. С. 1887- 1888.

61. Чуканин К.И. Термическое состояние атмосферы в высоких широтах северного полушария //Тр. ААНИИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. Т.381. С. 32- 42.

62. Шевченко В.П., Лисицын А.П., Купцов В.М. и др. Состав аэрозолей в приводном слое атмосферы над морями западного сектора Российской Арктики // Океанология. 1999. Т. 39. №. 1.С. 142- 151.

63. Шимараев М.Н., Куимова Л.Н., Синюкович В.Н., Цехановский В.В. Климат и гидрологические процессы в бассейне оз. Байкал в XX столетии // Метеорология и гидрология. 2002. №3. С. 71-78.

64. Шулепников М.Н. Активационный анализ. В кн.: Химическая энциклопедия. Т.1. Гл. ред. И.Л. Кнунянц. М.: Советская энциклопедия, 1988. С. 72-73.

65. Akeredolu F.A., Barrie L.A., Olson M.P. et al. The flux of anthropogenic trace metals into the Arctic from the mid-latitudes in 1979/80 // Atm. Environ. 1994. V. 28. No. 8. P. 15571572.

66. AMAP. Arctic Pollution Issues: A State of the Arctic Environment Report. Oslo: AMAP, 1997,- 188 p.

67. AMAP. Arctic Pollution 2002. Oslo, Norway: AMAP, 2002. 111 p.

68. Barrie L.A. Arctic air pollution: an overview of current knowledge // Atm. Environ. 1986a. V. 20. No. 4. P. 643- 663.

69. Barrie L.A. Background pollution in the Arctic air mass and its relevance to North American acid rain studies // Water, Air, and Soil Poll. 1986b. V. 30. No. 3 -4. P. 765 777.

70. Barrie L.A. Aspects of atmospheric pollutants origin and deposition revealed by multielemcn-tal observations at a rural location in Eastern Canada // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. No. D4.P. 3773-3788.

71. Barrie L.A. Arctic aerosols: composition, sources and transport // NATO ASI Series. 1995. V. 130. P. 1-22.

72. Barrie L.A. Occurrence and trends of pollution in the Arctic troposphere // NATO ASI Series. 1996. V. 143. P. 93- 129.

73. Barrie L.A., Barrie M.J. Chemical components of lower tropospheric aerosols in the High Arctic: six years of observations // J. Atm. Chem. 1990. V. 11. No. 3. P. 211- 226.

74. Barrie L.A., Hoff R.M. Five years of air chemistry observations in the Canadian Arctic // Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 12. P. 1995- 2010.

75. Barrie L.A., Hoff R.M., Daggupaty S.M. The influence of mid-latitudinal pollution sources on haze in the Canadian Arctic // Atm. Environ. 1981. V. 15. No. 8. P. 1407- 1419.

76. Barrie L.A., Lindberg S.E., Chan W.H., et al. On the concentration of trace metals in precipitation//Atm. Environ. 1987. V. 21. No. 5. P. 1133- 1135.

77. Berg T., Hjellbrekke A.- G., Skjelmoen J.E. Heavy metals and POPs within the ECE region // EMEP/CCC Report 8/96. 0-95038. NILU, Norway, 1996. - 187 p.

78. Berg W.W., Sperry P.D., Rahn K.A., Gladney E.S. Atmospheric bromine in the Arctic // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. No. CI 1. P. 6719-6736.

79. Bodhaine B.A., Dutton E.G., DeLuisi J.J. Surface aerosol measurements at Barrow during AGASP // Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5. P. 377- 380.

80. Boutron C. Past and present day tropospheric fallout fluxes of Pb, Cd, Cu, Zn and Ag in Antarctica and Greenland // Geophys. Res. Lett. 1979. V. 6. No. 2. P. 159- 162.

81. Boutron C.F., Ducroz F.M., Gorlach U. et al. Variations in heavy metal concentrations in fresh Greenland snow from January to August 1989 // Atm. Environ. 1993. V. 27A. No. 17/18. P. 2773-2779.

82. Bowling S.A. Climatology of high-latitude air pollution as illustrated by Fairbanks and Anchorage, Alaska // J. Clim. Appl. Meteorol. 1986. V. 25. No. 1. P. 22 34.

83. Carlson T.N. Speculations on the movement of polluted air to the Arctic // Atm. Environ. 1981. V. 11. No. 8. P. 1473- 1477.

84. Cheng M.D., Hopke P.K., Barrie L., et al. Quantitative determination of source regions of long-range transported aerosol using data collected at Canadian high Arctic // Environ. Sci Technol. 1993. V. 27. P. 2063- 2071.

85. Davidson C.I., Chu L., Grimm N.C., et al. Wet and dry deposition of trace elements onto the Greenland ice sheet//Atm. Environ. 1981. V. 15. No. 8. P. 1429- 1427.

86. Davidson C.I., Harrington J.R., Stephenson M.J., et al. Seasonal variations in sulfate, nitrate and chloride in the Greenland ice sheet: relation to atmospheric concentrations // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11. P. 2483- 2493.

87. Davidson C.I., Jaffrezo J.-L., Mosher B.W., et al. Chemical constituents in the air and snow at Dye 3, Greenland I. Seasonal variations // Atm. Environ. 1993. V. 27A. No. 17/18. P. 2709- 2722.

88. Davidson C.I., Jaffrezo J.-L., Mosher B.W., et al. Chemical constituents in the air and snow at Dye 3, Greenland II. Analysis of episodes in April 1989 // Atm. Environ. 1993. V. 27A.No. 17/18. P. 2723-2737.

89. Davidson C.I., Santhanam S., Fortmann R.C., Olson M.P. Atmospheric transport and deposition of trtace elements onto the Greenland sheet // Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 12. P. 2065-2081.

90. Djupstrom M., Pacyna J.M., Maenhaut W., et al. Contamination of Arctic air of three sites during a haze event in late winter 1986 // Atm. Environ. 1993. V. 27A No. 12. P. 29993010.

91. Duce R.A., Liss P.S., Merill J.T. et al. The atmospheric input of trace species to the world ocean // Global Biogeoch. Cycles. 1991. V. 5. P. 211- 246.

92. Eicken Y., Reimnitz E., Alexandrov V., et al. Sea- ice processes in the Laptev Sea and their importance for sediment export // Continental Shelf Research. 1997. V. 17. P. 205- 233.

93. Giogi F. A particle dry- deposition parameterization scheme for use in tracer transport models //J. Geophys. Res. 1986. V. 91. No. D9. P. 9794- 9806.

94. Giogi F. Dry deposition velocities of atmospheric aerosols as inferred by applying a particle dry deposition parameterization to a general circulation model // Tellus. 1988. V. 40B. No. 1. P. 23-41.

95. Gordeev V. Heavy metals in the Russian Arctic Rivers and some of their estuaries: concentrations and fluxes // Proc. of AMAP Workshop on Sources, Emissions and Discharges / Ed. by J.M. Pacyna. NILU OR 3/2002. 2002. No. 3. P. 79- 100.

96. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S., Sidorova M.V. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // Amer. J. Sci. 1996. V. 296. P. 664-691.

97. Gordon G.E., Pierson W.R., Daisey J.M., et al. Considerations for design of source apportionment studies//Atm. Environ. 1984. V. 188. No. 8. P. 1567- 1582.

98. Hansen A.D.A., Rosen H. Vertical distribution of particulate carbon, sulphur, and bromine in the Arctic haze and comparison with grouns-level measurements at Barrow, Alaska // Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5. P. 381- 384.

99. Harris J.M. Trajectories during AGASP // Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5. P. 453456.

100. Harrison R.M., Laxen P.H., Wilson S.J. Chemical associations of lead, cadmium, copper and zinc in street dusts and roadside soils // Environ. Sci. Technol. 1981. V. 15. P. 13781385.

101. Heidam N.Z. On the origin of the Arctic aerosol: A statistical approach // Atm. Environ. 1981.

102. V. 15. No. 8. P. 1421- 1427. Heidam N.Z. The component of the Arctic aerosol // Atm. Environ. 1984. V. 18. No. 2. P. 329-343.

103. Heidam N.Z. Crustal enrichments in the Arctic aerosol // Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 12. P. 2083- 2097.

104. Heidam N.Z., Wahlin P, Christensen J.H. Tropospheric gases and aerosols in Northeast

105. Greenland // J. Atmos. Sci. 1999. V. 56. No. 1. P. 261- 278. Heintzenberg J., Tuch T., Wehner B., et al. Arctic haze over Central Europe // Tellus. 2003.

106. Jennings S.G. Wet processes affecting atmospheric aerosols // Atmospheric Particles, Ed. by

107. Maenhaut W., Cornille P. Pacyna J.M., Vitols V. Trace element composition and origin of the atmospheric aerosol in the Norwegian Arctic // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11. P. 2551-2569.

108. Maenhaut W., Ducastel G., Leek C., et al. Multi-elemental composition and sources of the high Arctic atmospheric aerosol during summer and autumn // Tellus. 1996. V. 48B. No. 2. P. 300-321.

109. Maenhaut W., Zoller W.H., Duce R.A., Hoffman G.L. Concentration and size distribution of perticulate trace elements in the South Polar atmosphere // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 2421-2431.

110. Mart L. Seasonal variations of Cd, Pb, Cu and Ni levels in snow from the eastern Arctic Ocean//Tellus. 1983. V. 35B. No. 2. P. 131-141.

111. Mason B. Principles of Geochemistry // N.-Y. Lon. - Syd. 1966.

112. Milford J.B., Davidson C.I. The sizes of particulate trace elements in the atmosphere A review//JAPCA. 1985. V. 35. No. 12. P. 1249- 1260.

113. Miller J.M. A five-year climatology of five-day back trajectories from Barrow, Alaska // Atm. Environ. 1981. V. 15. No. 8. P. 1401- 1405.

114. Mitchell J.M.Jr. Visual Range in the polar regions with particular reference to the Alaskan Arctic//! Atm. Terr. Phys. 1957. Spec. Suppl. P. 195-211.

115. Morselli L., Cecchini M., Grandi E., et al. Heavy metals in atmospheric surrogate dry deposition // Chemosphere. 1999. V. 38. No. 4. P. 899- 907.

116. Miiller J. Rules in atmospheric behavior of particulate substances // J. Aerosol Sci. 1983. V. 14. No. 3. P. 212-217.

117. Miiller J. Chemical structure of aerosols//J. Aerosol Sci. 1988. V. 19. No. 7. P. 1161- 1164.

118. Nagumy A.P. Space-time distribution of temperature inversions in the Arctic atmospheric boundary layer//Ann. Geophysicae. 1995. V. 13. P. 1087- 1092.

119. Oblad M., Selin E. Measurements of elemental composition in background aerosol on the west coast of Sweden//Atm. Environ. 1986. V. 20. No. 7. P. 1419- 1432.

120. Ottar B. Arctic air pollution: a Norwegian perspective // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11. P.2349-2356.

121. Ottar B., Pacyna J.M. Sources of Ni, Pb, and Zn during the Arctic episode in March 1983 // Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5. P. 441-444.

122. Pacyna J.M. Source inventories for atmospheric trace metals // Atmospheric Particles, Ed. by R.M. Harrison and R. Van Grieken, 1998. P. 385- 423.

123. Pacyna J.M., Bartonova A., Cornille P., and Maenhaut W. Modeling of long-range transport of trace elements. A case study//Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 1. P.107-114.

124. Pacyna J.M., Ottar B. Vertical distribution of aerosols in the Norwegian Arctic // Atm. Environ. 1988. V. 22. No. 10. P. 2213- 2222.

125. Pacyna J.M., Ottar B. Origin of natural cinstituents in the Arctic aerosol // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 4. P.809-815.

126. Pacyna J.M., Ottar B., Tomza U, and Maenhaut W. Long-range transport of trace elements to Ny-Alesund, Spitsbergen//Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 6. P. 857-864.

127. Pacyna J.M., Semb A., Hanssen J.E. Emission and long-range transport of trace elements in Europe //Tellus. 1984a. V. 36B. No. 3. P. 163-178.

128. Pacyna J.M., Vitols Val., Hanssen J.E. Size-differentiated composition of the Arctic aerosol at Ny-Alesund, Spitsbergen//Atm. Environ. 1984b. V. 18. No. 11. P. 2447-2459.

129. Parekh P.P., Husain L. Fe/Mg ratio: a signature for local coal-fired power plants // Atm. Environ. 1987. V. 21. No. 8. P. 1707- 1712.

130. Polissar A.V., Hopke P.K., Malm W.C., Sisler J.F. Atmospheric aerosol over Alaska 1. Spatial and seasonal variability // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. No. D15. P. 19,03519,044.

131. Rovinsky F., Pastukhov B., Bouyolov Y., Burtsrva L. Present day state of background pollution of the natural environment in the Russian Arctic in the region of the Ust- Lena Reserve// Sci. Tot. Environ. 1995. V. 160/161. P. 193- 199.

132. Proceedings: Atm. Environ. 1981. V. 15. No. 8.

133. Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 12.

134. Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11.

135. Atm. Environ. 1993. V. 27A. No. 12.

136. Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5.

137. J. Atm. Chem. 1989. V. 9. No. 1 3.

138. Raatz W.E. Observations of "Arctic Haze" during the "Ptarmigan" weather reconnaissance flights, 1948- 1961 // Tellus. 1984a. V. 36B. No. 2. P. 126-136.

139. Raatz W.E. Tropospheric circulation pattern during the Arctic gas and aerosol sampling program (AGASP), March/April 1983 // Geophys. Res. Lett. 1984b. V. 11. No. 5. P. 449452.

140. Raatz W.E. An anticyclonic point of view on low-level tropospheric long-range transport // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11. P. 2501-2504.

141. Raatz W.E., Shaw G.E. Long-range tropospheric transport of pollution aerosol into the Alaskan Arctic // J. Clim. Appl. Meteorol. 1984. V. 23. No. 7. P. 1052- 1064.

142. Raatz W.E., Schnell R.C., Bodhaine B.A., Oltmans S.J. Observations of Arctic haze during polar flights from Alaska to Norway // Atm. Environ. 1985a. V. 19. No. 12. P. 21432151.

143. Raatz W.E., Schnell R.C., Shapiro M.A. et al. Intrusions of stratispheric air into Alaska's troposphere, March 1983 // Atm. Environ. 1985b. V. 19. No. 12. P. 2153-2158.

144. Radke L.F., Hobbs P.V., Bailey I.H. Airborne observations of Arctic aerosols. Ill: Origins and effects of air masses // Geophys. Res. Lett. 1984. V. 11. No. 5. P. 401 404.

145. Rahn K.A. Relative importances of North America and Eurasia as sources of Arctic aerosol // Atm. Environ. 1981a. V. 15. No. 8. P. 1447-1455.

146. Rahn K.A. Atmospheric, riverine and oceanic sources of seven trace constituents to the Arctic Ocean//Atm. Environ. 1981b. V. 15. No. 8. P. 1507-1516.

147. Rahn K.A. The Mn/V ratio as a tracer of large-scale sources of pollution aerosol for the Arctic // Atm. Environ. 1981c. V. 15. No. 8. P. 1457-1464.

148. Rahn K.A. Progress in Arctic air chemistry, 1980-1984 // Atm. Environ. 1985. V. 19. No. 12. P. 1987- 1994.

149. Rahn K.A., Lewis N.F., Lowenthal D.H., Smith D.I. Noril'sk only a minor contributor to Arctic haze //Nature. 1983. V. 306. No 5942. P. 459- 461.

150. Rahn K.A., Lowenthal D.H. Elemental tracers of distant regional pollution aerosols // Science. 1984. V. 223. P. 132-139.

151. Rahn K.A., Lowenthal D.H. Pollution aerosol in the Northeast: Northeastern- Midwestern contribution // Science. 1985. V. 228. No. 4697 P. 275- 284.

152. Rahn K.A., Lowenthal D.H., Harris J.M. Long- range transport of pollution aerosol from Asia and the Arctic to Okushiri Island, Japan // Atm. Environ. 1989. V. 23. No. 11. P. 25972607.

153. Shaw G.E. Evidence for a central Eurasian source area of Arctic haze in Alaska // Nature.1982. V. 299. No. 5886. P. 815- 818. Shaw G.E. Chemical air mass systems in Alaska // Atm. Environ. 1988. V. 22. No. 10. P. 2239-2248.

154. Shaw G.E. The Arctic Haze Phenomenon // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1995. V.76. No. 12. P.2403-2413.

155. Sheridan P.J., Zoller W.H. Elemental composition of particulate material sampled from the

156. Stohl A. Computation, accuracy and applications of trajectories A review and bibliography

157. Atm. Environ. 1998. V. 32. No. 6. P. 947-966. Sturges W.T., Barrie L.A. Chlorine, bromine and iodine in Arctic aerosols // Atm. Environ.1988. V. 22. No. 6. P. 1179- 1194.

158. Taylor S.R. The abundence of chemical elements in the cjntinental crust a new table // Geo-chim. Cosmochim. Acta. 1964. V. 28. P. 1273- 1285.

159. Vallius H. Anthropogenically derived heavy metals in recent sediments of the Gulf of Finland, Baltic Sea // Chemosphere. 1999. V. 38. No. 5. P. 945- 962.

160. Wolff E.W., Peel D.A. Concentrations of gadmium, copper, lead and zinc in snow from near Dye 3 in South Greenland // Ann. Glaciol. 1988. V. 10. No. 1. P. 193- 197.

161. Zufall M.J., Davidson C.I. Dry deposition of particles // Atmospheric Particles, Ed. by R.M. Harrison and R. Van Grieken, 1998. P. 425- 473.1. ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА

162. Виноградова A.A., Малков И.П., Назаров Б.И. и др. Некоторые результаты исследования состава приземного аэрозоля арктических районов // Изв. АН СССР. ФАО. 1987. Т. 23. №5. С. 519-524.

163. Виноградова А.А., Малков И.П., Назаров Б.И., Полиссар А.В. Об определении путей переноса антропогенного аэрозоля в северные районы // Изв. АН СССР. ФАО. 1988. Т. 24. № 7. С. 680-686.

164. Виноградова А.А. Арктический аэрозоль: загрязнения, микроструктура и оптические свойства // Препринт ИФА РАН. М., 1992. № 2. 47 с.

165. Виноградова А.А., Малков И.П., Полиссар А.В., Храмов Н.Н. Элементный состав приземного атмосферного аэрозоля арктических районов России // Изв. АН. ФАО. 1993. Т. 29. №2. С. 164-172.

166. Виноградова А.А. Микроэлементы в составе арктического аэрозоля (обзор) // Изв. АН. ФАО. 1993. Т. 29. №4. С. 437-456.

167. Vinogradova А.А., Malkov I.P., Polissar A.V. Investigation of the Arctic aerosol pollution // Optical Monitoring of the Environment. SPIE. 1993. V. 2107. P. 203-211.

168. Виноградова A.A., Полиссар A.B. Элементный состав аэрозоля в атмосфере центральной части Российской Арктики // Изв. АН. ФАО. 1995. Т. 31. № 2. С. 264-274.

169. Виноградова А.А. Элементный состав атмосферного аэрозоля Восточной Арктики // Изв. АН. ФАО. 1996. Т. 32. № 4. С. 479-486.

170. Виноградова А.А., Егоров В.А. О возможностях дальнего атмосферного переноса загрязнений в Российскую Арктику// Изв. АН. ФАО. 1996. Т. 32. № 6. С. 796-802.

171. Ю.Виноградова А.А. Атмосферный перенос антропогенных примесей в центральную часть Российской Арктики // Экологическая химия. 1996. Т.5. № 1. С. 3-10.

172. Виноградова А.А., Егоров B.A. Оценка вкладов промышленных регионов Северного полушария в загрязнение атмосферы Российской Арктики // Изв. АН. ФАО. 1997. Т. 33. № 6. С. 750- 757.

173. Виноградова А.А. Атмосферный перенос пассивных примесей в разные части Российской Арктики в весеннее время года // ДАН. 1997. Т. 355. № 5. С. 677-679.

174. Шевченко В.П., Виноградова А.А. и др. Распределение и состав аэрозолей Западной Арктики // ДАН. 1997. Т. 355. № 5. С. 673- 676.

175. Shevchenko V.P., Ivanov G.I., Vinogradova А.А., Burovkin A.A., Grudinova L.Ya. Composition of aerosols over the North-Western Kara and Barents Seas in August

176. October 1994 // Proc. of the Russian-Norwegian Workshop 95. Norsk Polarinstitutt, Oslo, 1997. P. 359- 362.

177. Шевченко В.П., Виноградова A.A., Иванов Г.И., Серова B.B. Состав морского аэрозоля в Западной части Северного Ледовитого океана // Изв. АН. ФАО. 1998. Т. 34. № 5. С. 664- 668.

178. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Воздухообмен в Российской Арктике весной и летом 1986 1995 гг. // Изв. АН. ФАО. 1999. Т. 35. № 5. С. 588-595.

179. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Источники и стоки антропогенных пассивных примесей в атмосфере Российской Арктики весной и летом // Изв. АН. ФАО. 2000. Т. 36. № 3. С. 357- 365.

180. Виноградова A.A., Шевченко В.П., Лисицын А.П. Атмосферные аэрозоли Арктики: состав, источники и выпадения // Труды Международной конференции "Физика атмосферного аэрозоля", Россия, Москва, 12-17 апреля 1999 г. М.: АО "Диалог-МГУ", 1999. С. 102- 110.

181. Shevchenko V.P., Vinogradova A.A., Ivanov G.I., Lisitzin A.P., Serova V.V. The composition of aerosols in the marine boundary layer over the St. Anna Trough and the Barents Sea // Berichte zur Polarforschung. 1999. V. 342. P. 15-26.

182. Vinogradova A.A. Anthropogenic pollutants in the Russian Arctic atmosphere: sources and sinks in spring and summer // Atm. Environ. 2000. V. 34. Nos. 29-30. P. 5151-5160.

183. Шевченко В.П., Лисицын А.П., Виноградова A.A., Смирнов В.В., Серова В.В., Штайн Р. Аэрозоли Арктики результаты десятилетних исследований // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 6- 7. С. 551- 576.

184. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Баланс антропогенных пассивных примесей в атмосфере Российской Арктики весной и летом // ДАН. 2000. Т. 372. № 4. С. 541543.

185. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Баланс антропогенных примесей в атмосфере Российской Арктики зимой и осенью//ДАН. 2001. Т. 376. № 5. С. 671- 674.

186. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Сезонные изменения атмосферных концентраций и выпадений антропогенных примесей в Российской Арктике // Изв. АН. ФАО.2001. Т. 37. №6. С. 761- 770.

187. Виноградова A.A., Пономарева Т.Я. Очищение арктической атмосферы путем выноса загрязнений в средние широты // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14. № 67. С. 505-509.

188. Виноградова A.A., Бурова Л.П. О механизмах очищения арктической атмосферы // ДАН. 2001. Т. 379. № 3. С. 377- 380.

189. A.A. Виноградова, В.П. Шевченко, Т.Я. Пономарева, A.A. Клювиткин. Вклад атмосферных аэрозолей в загрязнение вод моря Лаптевых // Оптика атмосферы и океана.2002. Т. 15. № 5-6. С. 435- 440.

190. Shevchenko V., Lisitzin A., Vinogradova A., Stein R. Heavy metals in aerosols over the seas of the Russian Arctic // Sei. of the Total Environ. 2003. V. 306. P. 11- 25.

191. Виноградова A.A. Многолетние изменения в процессах загрязнения арктической атмосферы // Изв. АН. ФАО. 2003. Т. 39. № 6. С. 799- 808.

192. Виноградова A.A., Шевченко В.П., Пономарева Т.Я., Клювиткин A.A. Тренды 15-летних изменений в процессах переноса воздушных масс и антропогенных аэрозольных примесей в районе м. Лаптевых // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. №5- 6. С. 426-431.

193. Шевченко В.П., Штайн Р., Виноградова A.A. и др. Элементный состав аэрозолей в приводном слое атмосферы над морем Лаптевых в июле-сентябре 1995г. // Океанология. 2004. Т. 44. № 3. С. 505-513.

194. Не включено около 30 тезисов докладов, опубликованных в материалах симпозиумов и конференций в России и за рубежом.