Исследование изменения состава воздуха на территории Западной Сибири с применением автоматизированных комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат наук Давыдов Денис Константинович

• Давыдов Денис Константинович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Давыдов Денис Константинович

Введение

Глава 1. Методы и средства измерения газового состава

атмосферы

1.1. Контактные методы измерения

1.1.1. Методы, использующие явления люминесценции

1.1.2. Метод поглощения УФ-излучения

1.1.3. Метод недисперсионного поглощения инфракрасного излучения (NDIR)

1.1.4. Метод спектроскопии внутрирезонаторного затухания сигнала во времени

1.1.5. Метод внеосевой спектроскопии с интегрированным выходом резонатора

1.1.6. Метод лазерной абсорбционной спектроскопии среднего ИК-диапазона, на базе генератора разностной частоты (DFG)

1.1.7. Прочие контактные методы

1.2. Дистанционные методы измерения

1.2.1. Оптическая абсорбционная спектроскопия

1.2.2. Лазерный метод

1.2.3. Метод дифференциального поглощения

1.3. Определение вертикального распределения МГС атмосферы

1.3.1. Высотное баллонное зондирование

1.3.2. Самолетное зондирование

1.3.3. Лидарное зондирование

1.4. Комплексы для мониторинга состава воздуха

Глава 2. Стационарные и мобильные комплексы мониторинга

состава атмосферы

2.1. Стационарные посты комплексного мониторинга состояния

атмосферы

2.1.1. ТОЯ-станция

2.1.2. Обсерватории «Фоновая» и БЭК

2.2. Посты для мониторинга парниковых газов

2.3. Мобильные комплексы

2.3.1. Самолет-лаборатория

2.3.2. Мобильная станция

Глава 3. Метрологическое обеспечение измерений

3.1. Автоматическая калибровка газоанализаторов на сети мониторинга парниковых газов Ж-БТАТЮК

3.2. Автоматическая система пробоподготовки и калибровки газоанализаторов СО, СО2 и СН4 на постах обсерваторий «Фоновая» и БЭК

3.3. Автоматическая система пробоподготовки и калибровки газоанализаторов химически активных газов на постах 105 Обсерваторий «Фоновая» и БЭК

Глава 4. Результаты мониторинга состава воздуха

4.1. Вертикальное распределение парниковых газов

4.1.1. Углекислый газ

4.1.2. Метан

4.2. Тренды концентрации парниковых газов в приземном слое атмосферы на территории Западной Сибири по данным постов

сети мониторинга JR-STATION

4.2.1. Углекислый газ

4.2.2. Многолетние тренды сезонных минимумов CO2 по данным сети JR-STATION

4.2.3. Метан

4.3. Многолетняя изменчивость малых газовых составляющих по данным измерений постов ИОА СО РАН

4.3.1. Приземный озон

4.3.2. Оксид углерода

4.3.3. Диоксид серы

4.3.4. Диоксид азота

4.3.5. Углекислый газ и метан

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование изменения состава воздуха на территории Западной Сибири с применением автоматизированных комплексов»

Актуальность работы.

Состав атмосферы в значительной степени определяет климат Земли, состояние ее экосистем, здоровье человека и его хозяйственную деятельность. К основным целям мониторинга атмосферы можно отнести получение информации о качестве воздуха и переносе загрязнений, диагностику окружающей среды и получение данных для верификации и совершенствования климатических моделей.

В 50-х годах XX века Всемирная метеорологическая организация (ВМО) приняла решение о запуске программы по химии атмосферы и метеорологическим аспектам загрязнения воздуха с целью перехода от разрозненных нерегулярных наблюдений к непрерывному мониторингу [1]. Примерно в то же время, независимо от этой программы, Ч.Д. Килингом были начаты систематические измерения концентрации углекислого газа на метеостанции Обсерватории Мауна-Лоа и в Антарктиде. Уже в 1960 году он забил тревогу о росте содержания CO2 в атмосфере и необходимости снижения антропогенных выбросов, показав, что скорость роста концентрации CO2 на Южном полюсе соответствует количеству ископаемого топлива, сжигаемого во всем мире за год [2].

На данный момент осуществляется множество непрерывных наблюдений, позволяющих с высокой точностью измерять содержание и многолетнюю изменчивость парниковых газов в атмосфере. Однако в целом климатическая система очень сложна, а атмосферу можно рассматривать как глобальный, постоянно действующий, химический реактор. Поэтому для составления более полной картины пространственно-временной изменчивости большинства климатически значимых параметров атмосферы необходимо проведение комплексных мероприятий, направленных на организацию мониторинговых измерений не только основных парниковых газов, но и других малых газовых составляющих (МГС) атмосферы.

Согласно обзору Росгидромета о состоянии и загрязнении окружающей среды в Российской Федерации за 2012 г. наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха проводились в 252 городах и населенных пунктах на 692 постах. Измерялись концентрации от 4 до 38 загрязняющих веществ [3]. Для проведения измерений использовались автоматические и неавтоматические посты наблюдений, причем доля автоматизированных постов очень мала. Это связано с высокой стоимостью оборудования, способного длительное время работать без присутствия оператора, обеспечивая при этом качественные измерения. Наиболее широко на этой сети применяется ручной отбор разовых проб.

Что касается фонового мониторинга состава атмосферы то, согласно докладу, представленному в рамках четвертого национального собрания РФ, в конце 70-х - начале 80-х годов прошлого века на территории бывшего СССР была сформирована система комплексного фонового мониторинга (СКФМ). Целью создания СКФМ было получение систематической информации о состоянии фонового загрязнения различных природных сред в районах, удаленных от урбанизированных зон. Важной составной частью программы СКФМ являются измерения газовых и аэрозольных составляющих атмосферы [4].

В 2012 г. на территории Российской Федерации наблюдения за фоновым загрязнением атмосферного воздуха проводились на четырех станциях СКФМ, обеспечивая необходимый объем информации только для составления картины регионального фонового загрязнения атмосферы в Центральных районах Европейской территории России (ЕТР) [3].

Постоянное развитие и усовершенствование климатических моделей требует все большего количества данных натурных измерений, проводимых в различных регионах мира с использованием, как локальных, так и дистанционных средств мониторинга. В связи с этим Глобальная служба атмосферы (ГСА) и всемирная метеорологическая организация активно создают программы, направленные на обеспечение надежных долгосрочных

наблюдений за химическим составом и физическими свойствами атмосферы, с целью более глубокого изучения химии атмосферы и изменения климата

[5].

Территория Сибири, занимая около 10% земной суши, практически не охвачена современной наблюдательной сетью, что затрудняет диагностику и прогнозирование глобальных климатических изменений, именно это и определило актуальность данной работы.

Цель работы заключалась в создании на территории Западной Сибири сети автоматизированных постов мониторинга парниковых газов, и комплексного мониторинга параметров атмосферы. Организации с их помощью мониторинга МГС на территории Западной Сибири. Выявление многолетних тенденций изменения концентрации МГС.

Задачи исследования:

1. Развернуть на территории Западной Сибири сеть автоматических постов мониторинга парниковых газов JR STATION (Japan-Russia Siberian Tall Tower Inland Observation Network).

2. Разработать и создать на территории обсерваторий, принадлежащих ИОА СО РАН, автоматические станции (посты) комплексного мониторинга состава атмосферы.

3. Разработать метрологическое и программное обеспечение для получения единства и точности измерений МГС на постах комплексного мониторинга состава атмосферы ИОА СО РАН.

4. Определить сезонные и многолетние особенности динамики концентрации МГС по данным длительного мониторинга.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Созданная сеть автоматических постов мониторинга парниковых газов позволяет проводить измерения концентрации CO2 с точностью < ± 0.15 млн-1 и CH4 с точностью от ±2 до ±7 млрд-1. Разработаны посты

комплексного мониторинга, позволяющие измерять CO2, СН4, CO, Oз, NOx, SO2 и характеристики атмосферного аэрозоля.

2. Разработанная система пробоподготовки и ежечасной калибровки газоанализаторов CO2, СН4 и CO, обеспечивает экономию поверочных газовых смесей (ПГС) более чем в 20 раз. Примененное схемное решение, позволяет с минимальными затратами расширять номенклатуру измеряемых МГС.

3. Анализ многолетних тенденций летних минимумов концентрации CO2 в нижней тропосфере над Западной Сибирью показал, что после 2004 года произошло ослабление поглощения углекислого газа лесными экосистемами зоны южной и средней тайги.

4. Полученные в результате многолетнего мониторинга усредненные темпы роста концентрации CO2 по всему слою тропосферы от 500 до 7000м над южной частью Западной Сибири, согласуются со среднеглобальными, однако характеризуются значительно большими амплитудами сезонных циклов.

Научная новизна:

1. Впервые на территории Западной Сибири развернута автоматическая сеть мониторинга парниковых газов в приземном слое атмосферы, позволяющая вести непрерывные наблюдения за динамикой концентраций углекислого газа и метана и, соответственно, определять тенденции их изменения.

2. Определены многолетние тренды вертикального распределения концентрации парниковых газов над южной частью Западной Сибири.

3. Впервые получены многолетние ряды измерений концентрации малых газовых составляющих в районе г. Томска и в фоновом районе Томской области, позволившие оценить изменение качества воздуха.

Научная и практическая значимость результатов. Созданная сеть постов мониторинга парниковых газов может служить прообразом, для сетей мониторинга создаваемых в других регионах России.

Полученные результаты могут быть использованы при создании климатических моделей и принятии природоохранных мер.

Результаты многолетнего мониторинга были использованы при выполнении государственных контрактов Минобрнауки России №№ 02.518.11.7153, 14.740.11.0204, 11.519.11.5009, 14.518.11.7045, 14.604.21.0100, 14.613.21.0013 и 14.613.21.0082 грантов РФФИ № 11-0500470, №11 -05-93116-НЦНИЛ, № 14-05-93108 НЦНИЛ, № 14-05-00526, программ Президиума РАН №4 и №18, программы ОНЗ РАН №5, интеграционного проекта СО РАН №35, Российско-французского проекта YAK-AEROSIB «Крупномасштабные аэронаблюдения Сибирского региона», 2002-2018 и Российско-японского проекта «Измерения парниковых газов, подвергшихся воздействию сибирских экосистем», 1997-2018.

Достоверность результатов. Подтверждается калибровкой оборудования поверочными газовыми смесями, отвечающими соответствующим международным стандартам качества, статистической обеспеченностью экспериментальных данных, их повторяемостью и соответствием аналогичным результатам, полученным другими исследователями.

Личный вклад

Автор принимал участие в создании сети мониторинга парниковых газов JR-STATЮN, сети постов комплексного мониторинга атмосферы ИОА СО РАН. Алгоритм работы системы пробоподготовки и калибровки газоанализаторов для постов ИОА СО РАН разработан и апробирован автором лично. Автор осуществляет регулярное техническое обслуживание и контроль измерительного комплекса станций, а также проводит модернизацию и усовершенствование оборудования сети JR-STATЮN и постов ИОА СО РАН. Автор является постоянным участником большинства

самолетных и полевых экспериментов по тематике работы. Анализ данных, представленных в работе, проводился автором лично.

Апробация работы

Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, докладывались на VII, VIII, IX, X Сибирских совещаниях по климато-экологическому мониторингу (Томск, 2007; 2009; 2011, 2013), VI Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2008); Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды: ENVIROMIS (Томск, 2012); XVI, XVII, XIX, XXIII, XXIV заседаниях рабочей группы «Аэрозоли Сибири» (Томск, 2009; 2010; 2012, 2016, 2017); VII Всероссийском симпозиуме «Контроль окружающей среды и климата» (Томск 2010), IX Международной конференция «Естественные и антропогенные аэрозоли» (Санкт-Петербург, 2014); XIII, XV, XVII, XXIII Международных симпозиумах «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (Томск, 2006, 2011, 2017; Красноярск, 2008); VIII Международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments - 2009». (Москва 2009), II Научно-практической конференции «Информационно-измерительная техника и технологии» (Томск 2011), Международной научно-практической конференции «Климатология и гляциология Сибири» (Томск 2012), European Geosciences Union General Assemblies (Vienna, Austria 2009; 2011, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018), XXII Научной конференции стран СНГ «Дисперсные системы» (Одесса. 2006), Международной конференции «Физика атмосферы, климат и здоровье" (Кисловодск 2008), PACES Arctic Air Pollution Workshop (Helsinki

2015), The 1st Pan-Eurasian Experiment (PEEX) Science Conference & The 5th PEEX Meeting. (Helsinki 2015), Quadrennial Ozone Symposium 2016 (Edinburg

2016), Международной научно-технической конференция «Системы контроля окружающей среды» (Севастополь 2016), NOAA ESRL Global

monitoring annual conference (Boulder 2017), The 2nd International Conference on Airborne Research for the Environment (ICARE 2017, Oberpfaffenhofen), Japan Geoscience Union (JpGU)-AGU Joint Meeting (Chiba 2017).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 48 работ, в том числе 12 статей в журналах из списка рекомендованного ВАК. Основные результаты работы представлены в 36 докладах на российских и международных конференциях. Получено 8 патентов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Общий объем работы составляет 177 страниц, включая 27 таблиц и 63 рисунка. Список литературы включает 181 источник.

Глава 1. Методы и средства измерения газового состава

атмосферы.

При наблюдениях за химическим составом и физическими свойствами атмосферы, которые имеют отношение к изменению климата, большое значение уделяется измерению малых газовых составляющих. В связи с этим особое внимание уделяется методам и средствам, при помощи которых осуществляются измерения концентрации МГС.

На сегодняшний день разработано и широко применяется целое множество физических и физико-химических методов измерений атмосферных примесей. В данной работе мы хотели бы уделить внимание в основном тем, которые нашли широкое применение при создании современных автоматических комплексов для измерения газового состава воздуха.

Методики определения малых газовых составляющих в атмосфере можно разделить на две группы: контактные и дистанционные. В отдельную группу также можно выделить методики определения вертикального распределения МГС.

1.1. Контактные методы измерения

В основу работы любого газоанализатора заложены либо какой-то физический принцип, либо химическая реакция. В подавляющем большинстве современных газоанализаторов применяются фотометрические методы определения МГС атмосферы [6]. Широко применяются методы, использующие явления люминесценции, поглощения ультрафиолетового (УФ) излучения, недесперсионного поглощения инфракрасного излучения (N0^), и другие спектроскопические методы.

1.1.1. Методы, использующие явления люминесценции.

При поглощении атомами и молекулами энергии поступающей к ним извне они переходят в возбужденное состояние. При этом избыточная энергия может перейти либо в тепловую, либо может быть затрачена на фотохимические реакции, либо атомы и молекулы могут отдать ее в виде светового излучения. При этом некоторые вещества, атомы или молекулы которых находятся в возбужденном состоянии, обладают способностью светиться даже при комнатной температуре, и такое свечение называют люминесценцией.

На явлении люминесценции разработано два основных метода анализа: хемилюминесцентный и фотолюминесцентный (или флуоресцентный). Первый использует явление свечения вещества в результате химической реакции, а второй основан на свечении вещества под воздействием излучения.

Хемилюминесцентный метод обладает быстрой реакцией и высокой чувствительностью и может применяться для измерений, требующих высокого временного разрешения. Этот метод основан на взаимодействии измеряемого компонента с определенными веществами (реагентами), в результате чего высвобождающаяся энергия выделяется в виде излучения, интенсивность которого пропорциональна концентрации измеряемого компонента. Реагент может быть твердотельным или газовым. В первом случае в измерительную кювету помещают специальную подложку (твердотельный датчик), на которую адсорбирован реагент (метод гетерофазной хемилюминесценции), во втором в кювету одновременно с пробой подается так называемый газ-реагент (газофазная хемилюминесценция).

В хемилюминесцентных газоанализаторах озона использующих твердотельные датчики в качестве реагента используется родамин В [7] или родамин С [8]. Фотометрическое свечение родамина С лежит в спектральной

области 560-700 нм [9] и регистрируется фотоэлектронным умножителем (ФЭУ).

Недостатком твердотельных датчиков является их нестабильность. После изготовления датчиков нужно проводить их активацию, которая заключается в экспонировании их в воздушную смесь с достаточно высокой концентрацией, например, в случае газоанализатора озона, ~1 млн-1. В результате чего чувствительность их возрастает и в течение примерно 30 минут достигает максимума. Далее следует плавное уменьшение чувствительности датчика. Нестабильность характеристик

хемилюминесцентного датчика приводит к необходимости контроля чувствительности в процессе эксплуатации.

Эта проблема снимается при использовании газа-реагента. В настоящее время в качестве газа-реагента используют этилен (С2Н4) или оксид азота (N0). При реакции С2Н4 с О3 образуется возбужденный формальдегид, который при переходе в обычное состояние также испускает кванты света с максимумом интенсивности на длине волны 435 нм. Кванты света улавливаются ФЭУ, и при постоянном потоке и давлении в измерительной ячейке световой поток пропорционален концентрации озона в пробе воздуха [10].

При реакции N0 с О3 образуются возбужденные молекулы N0^.

N0+03 = ^2*+02, N0^*= N0 + НУ.

По мере возвращения возбужденных молекул к стабильному состоянию генерируется излучение в диапазоне волн 590-3000 нм с максимумом интенсивности на полосе 1200 нм. Интенсивность этого излучения будет пропорциональна концентрации молекул О3.

Этот же принцип заложен в работе хемилюминесцентных газоанализаторов N0x, только в этом случае газом-реагентом является озон. Для измерения N02 используется конвертер. Процесс восстановления приводит к переходу NO2 в N0, концентрацию которого можно измерить.

Таким образом, концентрация NO2 определяется разностью между концентрацией NO при пропускании анализируемого воздуха через конвертер и концентрацией NO в ситуации, когда анализируемый воздух подается в обход него.

Довольно часто коммерческие приборы дорабатываются исследователями для улучшения скорости и точности измерений, а также расширения списка определяемых азотных соединений, не прибегая к дополнительному оборудованию [11,12].

Флуоресцентный метод нашел применение при измерениях диоксида серы и основан на флуоресцентном излучение света молекулами SO2 под воздействием УФ излучения в диапазоне 190-230 нм. Этот физический эффект происходит в два этапа. При воздействии УФ излучения на молекулу SO2 один из ее электронов переходит на орбиталь повышенной энергии

SO2 + hv (214 нм) = SO2*.

На втором этапе молекула SO2* из возбужденного состояния быстро возвращается в стабильное, испуская квант света также в УФ-диапазоне, но на большей длине волны:

SO2* = SO2 + hv (330 нм). Последующее измерение испускаемых фотонов фиксируется детектором расположенным внутри флуоресцентной камеры. Концентрация диоксида серы рассчитывается на основании измерений интенсивности излучения, которая пропорциональна концентрации SO2.

Так же известен метод, основанный на импульсном разряде флюоресценции CO под воздействием ультрафиолетовых лучей в вакууме (Resonance Fluorescence in the Vacuum Ultra-Violet - VURF) с последующим измерением испускаемых фотонов с помощью ФЭУ. Эта методика позволяет обеспечить отличную повторяемость результатов и получить воспроизводимость ± 0.4-2 млрд"1 (2a) при 30 секундном измерении, предел обнаружения составляет менее 1 млрд-1. В зависимости от научных целей можно получить временное разрешение измерений менее одной секунды.

Метод УЦКР является очень сложным в реализации и требует участия квалифицированного персонала. Для достижения высокой воспроизводимости калибровка оборудования должна производиться несколько раз в день. Приборы, работающие на принципе УЦКР, требуют очень высокой чистоты эксплуатационных газов (С02 99.995% в аргоне 99.9999% и азоте 99.9999%). Кроме того, регулярное техническое обслуживание включает в себя замену впускных фильтров (например, раз в две недели в зависимости от уровня загрязнения), регенерацию осушителя, замену эксплуатационных и калибровочных газов, проверку удаления С0 катализатором (для получения нулевого воздуха), и очистку оптических деталей [13].

1.1.2. Метод поглощения УФ-излучения

Этот метод основан на законе Бугера- Ламберта- Бера и заключается в измерении поглощения озоном УФ излучения, испускаемого ртутной лампой на длине волны 254 нм [10]. Это поглощение рассчитывается как отношение интенсивностей потоков излучения на выходе оптической кюветы при прохождении анализируемой смеси, содержащей озон, и анализируемой смеси, очищенной от озона с помощью каталитического разрушителя (скруббера) и дальнейшем расчёте содержания озона.

1 = 10е~аСЬ,

где I - излучение смеси содержащей озон, 10 - излучение смеси без озона, а -сечение поглощения озона при X - 254 нм, С - концентрация молекул озона в кювете, Ь - длина кюветы.

Использование двух кювет и скруббера, который удаляет озон, но при этом не препятствует прохождению Н20 и других веществ поглощающих УФ на длине волны 254 нм значительно повышает точность измерения. Метод поглощения УФ-излучения обладает высокой точностью, низким пределом

обнаружения (1 млрд-1), достаточным временным разрешением и простотой эксплуатации (практически не требует расходных материалов) [14].

Выявленным недостатком метода является его чувствительность к дымовому загрязнению воздуха, что требует дополнительной очистки пробы без потерь озона в анализируемой пробе [15].

1.1.3. Метод недисперсионного поглощения инфракрасного излучения

(шт)

Метод N01^ основан на однопроходном, двухволновом, инфракрасном методе детектирования. Данный метод получил наиболее широкое применение в измерениях оксида и диоксида углерода.

Концентрация СО2 зависит от поглощения инфракрасного (ИК) излучения при его прохождении через оптический тракт (кювету). ИК-источник света излучает в оптический тракт, где углекислый газ поглощает фотоны на определенной длине волны. Измерительный оптический канал использует фильтр с максимальным пропусканием на длине волны 4,26 мкм, соответствующей полосе поглощения СО2, тогда как опорный канал использует полосу на 3,95 микрона, где нет поглощения. Чувствительный элемент (фотоприемник) регистрирует количество поглощенного инфракрасного излучения, проходящего через оптический тракт. Отношение сигнала от измерительного канала к сигналу опорного канала показывает количество поглощенного света углекислым газом, а следовательно, и концентрацию СО2.

В настоящее время существует множество газоанализаторов СО, использующих методику N01^, большинство из этих приборов применяют корреляционный газовый фильтр (ОБС технология) [13].

Вдоль оптической оси ячейки направляется излучение от источника. Фильтры размещены во вращающемся барабане, один из фильтров заполнен чистым СО, а другой чистым азотом, так что излучение проходит через них

попеременно. Фильтр с CO поглощает практически всю энергию в рабочей части спектра, поэтому значение интенсивности излучения, пропущенного через CO-фильтр, является опорным. Заполненный азотом фильтр полностью прозрачен для излучения. Интенсивность излучения, пропущенного через фильтр с азотом, позволяет вычислить искомую концентрацию CO в анализируемой смеси. Она пропорциональна логарифму отношения опорной и измеренной интенсивностей. Коэффициент пропорциональности зависит от геометрических размеров ячейки. Чем больше потери энергии в измерительной кювете, тем больше концентрация. Некоторые производители приборов применяют каталитическое удаление CO для получения опорного сигнала.

Несмотря на достоинства этого метода, существуют и серьезные недостатки: для достижения удовлетворительной точности измерений, они требуют частой калибровки дорогостоящими поверочными газовыми смесями и сложную систему пробоподготовки анализируемого воздуха.

1.1.4. Метод спектроскопии внутрирезонаторного затухания сигнала во

времени

В последнее десятилетие большое развитие получили газоанализаторы, основанные на методе спектроскопии внутрирезонаторного затухания сигнала во времени (Cavity Ring-Down Spectroscopy - CRDS). Данная технология основана на том, что молекулы практически всех малых газовых составляющих атмосферы, например, CO, CO2, CH4, H2O, NH3, N2O и многих др., имеют свои собственные полосы поглощения в ближнем ИК-диапазоне спектра. При пониженном давлении, этот спектр состоит из последовательности узких хорошо различимых линий, каждая из которых находится на определенной длине волны. Поскольку эти линии достаточно хорошо обособлены и их длина волны известна, то концентрацию каждого компонента можно определить путем измерения интенсивности поглощения,

т.е. по высоте пика поглощения. Обычные инфракрасные газоанализаторы N0^, рассмотренные выше, не обладают очень высокой чувствительностью, поскольку не способны детектировать небольшое изменение поглощаемого света. Технология же CRDS позволяет избежать этого ограничения за счет многокилометрового прохождения светового пучка через поглощающую среду внутри оптического резонатора. Это дает возможность определять концентрацию газовых примесей с временным разрешением <1 си точностью на уровне ~млрд-1, а для некоторых газов и ~трлн-1.

В газоанализаторах, основанных на технологии CRDS [16-18], луч от одночастотного лазера попадает в резонатор, состоящий из двух и более зеркал с высокой отражающей способностью (99,999%). Когда лазер включен, резонатор быстро заполняется светом циркулирующего лазерного пучка. Небольшая часть света, проникающего через одно из зеркал, регистрируется высокочувствительным фотодетектором, сигнал которого прямо пропорционален интенсивности света в резонаторе. Когда сигнал фотодетектора достигает некоторого порогового уровня (через несколько десятков мкс), лазер, генерирующий в непрерывном режиме, резко выключается (рис. 1.1а). После выключения лазерного источника, световой пучок, находящийся внутри резонатора, продолжает блуждать между зеркалами (до 100 тыс. раз). Однако из-за того, что отражательная способность зеркал все-таки ниже 100%, интенсивность света внутри резонатора падает до нуля с экспоненциальной зависимостью:

/М) = /0е-"г(А)

где / - время; т- константа затухания (или время затухания), т.е. характерное время, за которое интенсивность света в резонаторе уменьшается в е раз от первоначальной интенсивности 10, зависящее от механизмов потерь в резонаторе; Л - длина волны.

Скорость затухания в пустом резонаторе на заданной длине волны соответственно равна:

Д(Л,0) = 1/г(Л)

Если же в резонатор добавить газ (рис. 1.1б), поглощающий свет на той же длине волны, то тогда скорость затухания будет пропорциональна общим оптическим потерям в резонаторе и, соответственно, равна сумме скорости затухания в пустом резонаторе Я (А,0) и коэффициента, зависящего от

поглощения молекулами газа с концентрацией С:

К(Л,С) = К(Л,0) + се(Л)С

где с - скорость света; б - коэффициент экстинкции; С - концентрация поглощающего газа.

Эффективная протяженность оптической трассы внутри резонатора определяется выражением:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Давыдов Денис Константинович, 2018 год

- - -

среднее (13-17 ч)-сглаженная кривая-тренд

I 1 . 1 *

• 1 • I

] ь Ч: С *

]• г ч •4 а:.

ли^ «

'Ж гЗ 1

1 1 |

1

1

2012 2013 2014 2015 2010 2017 2018 2019

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

а)

б)

в)

Рис. 4.22. Многолетний ход среднедневных (13-17 местного времени) концентраций C02 по данным постов T0R-станция (а), БЭК (б) и обсерватория «Фоновая» (в).

Таблица 4.6. Годовой прирост концентрации C02 [129].

Год Прирост млн-1 в год Год Прирост млн-1 в год Год Прирост млн-1 в год

2000 1.61 2006 1.68 2012 2.61

2001 1.61 2007 2.27 2013 2.01

2002 2.50 2008 1.57 2014 2.19

2003 2.27 2009 2.02 2015 3.01

2004 1.60 2010 2.32 2016 2.98

2005 2.54 2011 1.92 2017 1.95

Высокие уровни концентрации метана наблюдаются, как правило, зимой за счет его накопления в тонком приземном слое, формирующего основной сезонный максимум. Также в отдельные годы высокие

концентрации наблюдаются и летом, во время лесных пожаров и периоды атмосферного блокирования [159]. Концентрация метана росла со средним за период измерений линейным трендом на ТСЖ-станция «8,5 млрд"1 в год (рис. 4.23а), обсерватории «Фоновой» «14,7 млрд"1 в год (рис. 4.236).

среднее (13-17 ч)-сглаженная криеая-тренд

среднее (13-17 ч)-сглаженная кривая-тренд

I

О

|

• • *

*. ••

1

: .1 I С.' ч;

1 • ц цг . V ** 'Мл V > 811

1 -1- - -

; ■

• т • р у*.» 1:

• ^ <

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2018

2012 2013 2014 2015 2016 2017 201В 2019

а) б)

Рис. 4.23. Многолетний ход среднедневных (13-17 местного времени) концентраций СН4 по данным постов ТОЯ-станция (а) и обсерватории «Фоновая» (б).

Заключение

Основные результаты, полученные в диссертации, формулируются следующим образом:

1. Впервые, на территории Западной Сибири создана сеть автоматических постов мониторинга парниковых газов состоящая из восьми постов. Созданная сеть дала возможность организовать непрерывные ежечасные измерения CO2 и CH4 с точностью < ± 0.15 млн-1 и от ±2 до ±7 млрд-1 соответственно.

2. Проведенный анализ трендов по результатам многолетних измерений СО2 на сети JR-STATION показывает устойчивый рост концентрации углекислого газа в среднем, по всей сети, 2,11 млн-1/год. При этом, анализ многолетних тенденций летних минимумов концентрации CO2 , проведенный по результатам наземных и самолетных измерений показал, что после 2004 года произошло ослабление поглощения углекислого газа лесными экосистемами зоны южной и средней тайги.

3. Наблюдается существенный рост концентраций метана на территории Западной Сибири, при этом выделяется наличие двух сезонных максимумов. Зимний который связан с накоплением загрязнителей воздуха от сжигания топлива в условиях продолжительных приземных инверсий и пониженным содержанием гидроксил-радикала в атмосфере и летний, во время которого важнейшим источником метана становятся обширные болотные экосистемы региона. Также обращено внимание на то, что летние максимумы концентраций СН4, наблюдаемые на северных постах сети JR STATION, иногда превосходят зимние, в то время как на более южных станциях, где болота малочисленны, они почти незаметны.

4. На основе регулярных самолетных измерений вертикального распределения парниковых газов показано, что средние значения темпов роста CO2 в тропосфере на высоте 3,0 км в Западной Сибири совпадают со значениями Обсерватории Мауна-Лоа, находящейся на высоте 3397 м н.у.м., хотя линейный тренд MLO несколько выше. При этом темпы роста ~2,11

млн"1 в год и линейные тренды «2,02 млн"1 в год, усредненные по всему слою тропосферы от 0,5км до 7,0км над южной частью Западной Сибири, практически полностью совпадают со среднеглобальными, несмотря на то, что амплитуды сезонных циклов и темпов роста в Сибири значительно больше.

5. Созданные в ИОА СО РАН посты комплексного мониторинга позволяют проводить непрерывные наблюдения за парниковыми и химически активными газовыми составляющими, оптическими и микрофизическими характеристиками атмосферного аэрозоля на мировом уровне.

6. В целом концентрации химически активных газов по данным наблюдений на постах мониторинга ИОА СО РАН находятся в пределах регионального уровня, за исключением концентраций озона и угарного газа в районе поста TOR-станция, что говорит о возрастающей антропогенной нагрузке, связанной с началом строительства и развития на территории Академгородка Томской особой экономической зоны.

7. В результате проведенных экспериментов по калибровке газоанализаторов CO2, СН и CO с применением трех ПГС было установлено, что показания приборов при разных уровнях подаваемых газовых смесей линейны. Таким образом для ежедневной калибровки и определения концентраций СО2, СН4 и СО после формирования ОГС, достаточно использовать две ПГС с верхним и нижним уровнями концентрации. Уменьшение количества ПГС и использовании одного баллона ОГС вместо двух приводит к упрощению и удешевлению системы. Применение в системе только двухпозиционных электромагнитных клапанов дает возможность для расширения набора подключаемых газоанализаторов.

Список литературы

1. World Meteorological Organization WMO Global Atmosphere Watch (GAW) Implementation Plan: 2016-2023. GAW Report No 228. - WMO, 2017. 75 p.

2. Keeling, C. D. The Concentration and Isotopic Abundances of Carbon Dioxide in the Atmosphere // Tellus. 1960. V.12. N2. P. 200-203. doi:10.1111/j.2153-3490.1960.tb01300.x

3. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2012 год. Под редакцией Израэля Ю.А., Черногаевой Г.М., Шлаковой Р.Н., Пешкова Ю.В., Котляковой М.Г., Красильниковой Т.А. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (РОСГИДРОМЕТ). Росгидромет: 2013 г. 178 с.

4. Четвертое национальное сообщение Рамочной Конвенции ООН об изменении климата и статьей 7 Киотского протокола. Под редакцией Израэля Ю.А., Нахутина А.И., Семенова С.М., Седякина В.П., Артемова Е.М., Груза Г.В., Анохина Ю.А., Яковлева А.Ф., Егорова В.И., Болтневой Л.И., Гитарского М.Л., Карабань Р.Т., Романовской А.А., Кухта А.Е. Доклад о глобальных системах наблюдения за изменением климата. Москва 2006 г. 164 с.

5. GAW-2013- Report from the Reactive Gases SAG. Stuart Penkett. University of East Anglia, Norwich, UK. Martin Schultz.

6. Перегуд Е.А., Горелик Д.О. Инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы. - Л.: Химия, 1981. - 384с.

7. Regener V.H. Measurement of atmospheric ozone with chemiluminescent method // J. Geophys. Res. 1964. V 69, N 18. P. 3795-3800.

8. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 288с.

9. Большакова Л.Г., Васильева В.А. О хемилюминесценции родамина С // Проблемы физики атмосферы. 1968. Вып. 6 С. 78-86.

10.Белан Б. Д. Озон в тропосфере, под ред. В. А. Погодаева; СО РАН, Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН.-Томск: Издательство Института оптики атмосферы СО РАН, 2010. 488 с.

11.Delany A.C., Dickerson R.R., Melchior F.L., Wartburg A.F. Modification of a commercial NOx detector for high sensitivity // Rev. Sci. Instrum. 1982. V. 53, № 12. P. 1899-1902.

12.Dickerson R.R., Delany A.C., Wartburg A.F. Further modification of a commercial NOx detector for high sensitivity // Rev. Sci. Instrum. 1984. V. 55, №12. P. 19951998.

13.GAW Report 192. Guidelines for the Measurement of Atmospheric Carbon Monoxide (WMO TD No. 1551). 2010. 49 p.

14.GAW Report 143. Global Atmosphere Watch Measurements Guide (WMO TD No. 1073). 2001. 84 p.

15.Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Краснов О.А., Ковалевский В.К., Пирогов В.А., Плотников А.П., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Сравнение ультрафиолетового и хемилюминесцентного озонометров // Оптика атмосф. и океана. 2002. T. 15, № 8. C. 723-726.

16. Busch K.W. and Busch M.A. Cavity ring-down spectroscopy: An ultratrace absorption measurement technique // ACS Symposium Series. Oxford. 1997. V.720. p. 288

17. Berden G., Engeln R. Cavity Ring-Down Spectroscopy: Techniques and Applications. John Wiley & Sons. 2009. p. 344.

18. http : //www.picarro .com/technology/what_is_crds

19. Baer D.S., Paul J.B., Gupta M., O'Keefe A. Sensitive absorption measurements in the near-infrared region using off-axis integrated-cavity-output spectroscopy // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2002. V. 75. No. 2. P. 261-265.

20. http : //www.lgrinc.com/advantages/oa-icos.php

21. Scherer J. J., Paul J. B., Jost H. J., Fischer Marc L. http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/documents/Final GAW 206 web.pdfM

id-IR difference frequency laser-based sensors for ambient CH4, CO, and N2O monitoring // Applied Physics B. 2013. V. 110. № 2. P. 271-277.

22. Другов Ю.С., Беликов А.Б., Дьякова Г.А., Тульчинский В.М. Методы анализа загрязнений воздуха. М.: Химия, 1984. - 384 с., ил.

23.Манита М.Д., Салихджанова Р.М.-Ф., Яворовская С.Ф. Современные методы определения атмосферных загрязнений населенных мест. М., Медицина 1980. - 255 с., ил.

24. Другов Ю.С. Экологическая аналитическая химия. М.: 2000. - 432 с., ил. 25.Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др. Основы аналитической

химии в 2-х томах, Изд. 2е, переработанное и дополненное. Ред. Золотов Ю.А., М.: Высшая школа, 1999.

26.Прохорова Г.В. Введение в электрохимические методы анализа. М.: Изд. Московского гос. университета, 1991. - 96 с.

27.Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и применения. Пер. с англ., М.: Мир, 1985 - 496 с.

28.Альперин В.З., Конник Э.И., Кузьмин А.А. Современные электрохимические методы и аппаратура для анализа газов в жидкостях и газовых смесях. М.: Химия 1975. - 184 с.

29.Муравьева С.И., Буковский М.И., Прохорова Е.К. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе. М.: Химия, 1991. - 368 с.

30.Алесковский В.Б. и др. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство. Л.: Химия, 1988. - 376 с.

31.Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. Л.: Химия 1980. - 240 с., ил.

32. Дмитриев М.Т., Казнина Н.И., Пинигина И.А. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде. М.: Химия, 1989. - 368 с.

33.Кальвода Р., Зыка Я., Штулик К. и др. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды. Пер. с англ. Под ред. Неймана Е.Я. М.: Химия, 1990. - 240с.

34.Назаров И.М., Николаев А.Н., Фридман Ш.Д. Основы дистанционных методов мониторинга загрязнений природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 280 с.

35.Юрганов Л.Н., Малков И.П., Дианов-Клоков В.И. Исследование содержания малых компонент атмосферы в северном и южном полушариях// Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1979, т. 15, № 11, с. 1159-1167.

36. Дианов-Клоков В.И., Фокеева Е.В., Юрганов Л.Н. Исследование содержания окиси углерода во всей толще атмосферы.// Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1978, т. 14, № 4, с. 306-377.

37. Дианов-Клоков В.И. и др. О вариациях содержания метана во всей толще земной атмосферы.// Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975, т. 11, № 10, с. 993-998.

38. Ахмедов Щ.А. и др. Определение содержания закиси азота во всей толще атмосферы.// Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1978, т. 14, № 9, с. 939-944.

39.Гущин Г.П. Озонометрическая сеть СССР// Метеорология и гидрология. 1979, №3, с. 111 - 116.

40.Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 288 с.

41.Brewer A.W. A replacement for the Dobson spectrophotometer? - Pure and Appl. Geoph., 1973, v. 106-108, N 5-7, p 919-927.

42.Brewer A.W., McElroy C.T.? Kerr J.B. Nitrogen dioxide concentracions in the atmosphere. Nature, 1973, v. 246, p. 129-133.

43.Kulkarni R.N. Measurements of NO2 using the Dobson spectrophotometer. J. Atm. Sci., 1975m v. 32, p. 1641-1643.

44.Хмелевцов С.С., Коршунов В.А., Вдовенков А.М. Ультрафиолетовый трассовый газоанализатор ДОАС 4Р// Оптика атмосф. и океана. 2002. T. 15, № 11. C. 998-1003.

45.Коршунов В.А., Хмелевцов С.С., Бусыгина Д.И., Хмелевцов В.С. Непрерывные синхронные измерения концентрации диоксида серы,

формальдегида, диоксида азота и озона с помощью трассового газоанализатора «ДОАС-4Р» в г. Обнинск летом 2002// Метеорол. И гидрол. 2004. № 11. с. 97-106. 46.Самохвалов И.В., Копытин Ю.Д., Ипполитов И.И. и др. Лазерное зондирование тропосферы и подстилающей поверхности. Новосибирск: Наука, 1987. 262 с.

47.Зуев В.Е., Зуев В.В. Дистанционное зондирование атмосферы. Л.:

Гидрометеоиздат, 1992. 232 с. 48.Захаров В.М., Костко О.К. Метеорологическая лазерная локация. Л.:

Гидрометеоиздат, 1977. 222 с. 49.Костко О.К., Портасов В.С., Хаттатов В.У., Чаянова Э.А. Применение лазеров для определения состава атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 216 с.

50.Захаров В.М., Костко О.К., Бирич Л.Н., Крученицкий Г.М., Портасов В.С. Лазерное зондирование атмосферы из космоса. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 214 с.

51.Vassy A. Radiosonde Special pour La mesure de la repartition vertiede de l ozone atmospherique // J. Sci. Meteorol. 1958, V. 10, N 1. P. 63-69.

52.Paetzold H.K. Messunger des atmospherischen Ozons // Hesse W. Handbuch der Aerologie. Berlin, 1961. P. 458-531.

53.Бритаев А.С., Иозенас В.А. Озонное радиозондирование атмосферы // Труды ЦАО. 1968. Вып. 70. С. 58-65.

54.Regener V.H. Measurement of atmospheric ozone with chemi-lumiscent method // J. Geophys. Res. 1964. V. 69, N 18. P. 3795-3800.

55.Komhur W.D. Electrochemical concentration cells for gas analysis // Ann. Geophys. 1969. V. 25, N 2. P. 203-210.

56.Honda H., Aoki S., Nakazawa T., Morimoto S. and Yajima N. Cryogenic air sampling system for measurements of the concentrations of stratospheric trace gases and their isotopic ratios over Antarctica // J. Geomag. Geoelectr. 1996. V. 48, N. 9. P. 1145-1155.

57.Aoki S., Nakazawa T., Machida T., Sugawara S., Morimoto S., Hashida G., Yamanouchi T., Kawamura K. and Honda H. Carbon dioxide variations in the stratosphere over Japan, Scandinavia and Antarctica // Tellus B, S.l. 2003. V. 55, N. 2. P. 178-186.

58.Белан Б.Д. Самолеты-лаборатории для оптико-метеорологического и экологического зондирования атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1993. T. 6, № 1. C. 5-32.

59.Зуев В.Е., Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Ковалевский В.К., Лукьянов О.Ю., Мелешкин В.Е., Микушев М.К., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Покровский Е.В., Сакерин С.М., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Щербатов

A.И. Самолет-лаборатория Ан-30 «Оптик-Э» для экологических исследований // Оптика атмосф. и океана. 1992. T. 5, № 10. C. 1012-1021.

60.Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов

B.С., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В., Шаманаев В.С., Шморгунов В.П. Самолет-лаборатория Ан-30 «Оптик-Э»: 20 лет исследования окружающей среды // Оптика атмосф. и океана. 2009. T. 22, № 10. C. 950-957.

61.Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан

C.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 «Оптик» // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 09, С. 805-816.

62.Luke W.T., Arnold J.R., Gunter L. Et.al. The NOAA Twin Otter and its role in BRACE platform description //Atmos. Environ. 2007, v.41, N20, p.4177-4189.

63.Law, K., P-H. Plantevin, V. Thouret, A. Marenco,. Comparison between Global Chemistry Transport Model Results and Measurement of Ozone and Water Vapour by Airbus In-Service Aircraft (MOZAIC) Data . // J. Geophys. Res. 2000, v.105, D3, p.1503-1525.

64.Marenco A., Thouret V., Nedelec P. Measurements of ozone and water vapor by Airbus in-service aircraft : The MOZAIC airborne program, an overview.// J. Geophys. Res. 1998, v.103, D12, p.25631-25642.

65.Patz H.-W., Volz-Thomas A., Hegglin M.I. In situ comparison of the NOy instruments flown in MOZAIC and SPURT. // Atmos.Chem.Phys. 2006, v.6, N9, p.2401-2410.

66.Cammas J.-P., Volz-Thomas A. The MOZAIC Program (1994-2007). // IGACtivities Newsletter. 2007, N37, p.10-17.

67.Volz-Thomas A. In-service Aircraft for Global Observations - the future. // IGACtivities Newsletter. 2007, N37, p.18-22.

68.Brenninkmeijer C., Slemr F., Schuck T., Scharffe D., Koeppel C., Pupek M., Jockel P., Lelieveld J., Crutzen P., Rhee T.S., Hermann M., Weigelt A., Reichert M., Heintzenber J., Zahn A., Sprung D., Fischer H., Ziereis H., Schlager H., Schumann U., Dix B., Friiess U., Platt U., Ebinghaus R., Martinsson B., Nguyen N.N., Oram D., O'Sullivan D., Penkett S., van Velthoven P., Rockmann T., Pieterse G., Assonov S., Ramonet M., Xueref-Remy I., Ciais Ph., Reimann S., Vollmer M., Leuenberger M., Valentinj F.L. The CARIBIC aircraft system for detailed, long-term, global-scale measurement of trace gases and aerosol in a changing atmosphere. // IGACtivities Newsletter. 2007, N37, p.2-9.

69.Brenninkmeijer C. A. M., Crutzen P., Boumard F., Dauer T., Dix B., Ebinghaus R., Filippi D., Fischer H., Franke H., Frieß U., Heintzenberg J., Helleis F., Hermann M., Kock H. H., Koeppel C., Lelieveld J., Leuenberger M., Martinsson B. G., Miemczyk S., Moret H. P., Nguyen H. N., Nyfeler P., Oram D., O'Sullivan D., Penkett S., Platt U., Pupek M., Ramonet M., Randa B., Reichelt M., Rhee T. S., Rohwer J., Rosenfeld K., Scharffe D., Schlager H., Schumann U., Slemr F., Sprung D., Stock P., Thaler R., Valentino F., van Velthoven P., Waibel A., Wandel A., Waschitschek K., Wiedensohler A., Xueref-Remy I., Zahn A., Zech U., Ziereis H. Civil Aircraft for the regular investigation of the atmosphere based on an instrumented container: The new CARIBIC system// Atmos. Chem. Phys.,2007, v. 7, N18, p.4953-4976.

70.Machida T., Matsueda H., Sawa Y. A new JAL project: CONTRAIL Comprehensive Observation Network for Trace gases by AirLiner. // IGACtivities Newsletter. 2007, N37, p.23-30.

71.Barrie L., V. Thouret, A. Petzold, Editorial: The 2014 MOZAIC-IAGOS 20th Anniversary Scientific Symposium on Atmospheric Composition Observations by Commercial Aircraft // Tellus B. 2015. V. 67, 29777, http://dx.doi.org/10.3402/tellusb.v67.29777.

72.Зуев В.В., Катаев М.Ю., Макогон М.М., Мицель А.А. Лидарный метод дифференциального поглощения. Современное состояние исследований // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 8. С. 1136-1164.

73.Зуев В.В. Сибирская лидарная станция - уникальный экспериментальный комплекс для дистанционных исследований атмосферы // Оптика атмосферы и океана.2000. Т. 13, № 1. С. 94 - 99.

74.Зуев В.В., Ельников А.В., Бурлаков В.Д. Лазерное зондирование средней атмосферы. Томск: РАСКО, 2002. 352 с.

75.Бобровников С.М., Матвиенко Г.Г., Романовский О.А., Сериков И.Б., Суханов А.Я. Лидарный спектроскопический газоанализ атмосферы. Томск: Издательство Института оптики атмосферы СО РАН, 2014. 507 с.

76.NDSC. Network for the Detection of Stratospheric Change. 2001. 27 p. [Электронный ресурс] - http:// www.ndsc.ncep.noaa.gov/NDSCbrochure.pdf).

77.Murayama T., Sugimoto N., Matsui I., Lio Zh., Sa-kai T., Shibata T., Iwasaka Y., Won J.G., Yoon S.C., Li T., Zhou J., Hu H. Lidar Network observation of Asian dust [Текст] // Advances in Laser Remote sensing: Selected papers 20-th Int. Laser Radar Conference (ILRC). Vichi. France. 10-14 July 2000. 2000. P.169-177.

78.ЧайковскийА.П., ИвановА.П., БалинЮ.С., ЕльниковА.В., ТулиновГ.Ф., ПлюснинИ.И., БукинО.А., ЧенБ.Б. ЛидарнаясетьО^-

LiNetдлямониторингааэрозоляиозона: методологияиаппаратура [Текст] // Оптикаатмосферыиокеана. 2005. Т.18. №12. С.1066 -1072.

79.Зуев В.В., Балин Ю.С., Букин О.А., Бурлаков В.Д., Долгий С.И., Кабашников В.П., Невзоров А.В., Осипенко Ф.П., Павлов А.Н., Пеннер И.Э., Самойлова

С.В., Столярчук С.Ю., Чайковский А.П., Шмирко К.А. Результаты совместных лидарных наблюдений аэрозольных возмущений стратосферы на станциях сети CIS-LiNet в 2008 г. [Текст] // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т.22. №5. С.450-456.

80.Matthais V., et.8l. Aerosol lidar inercomparison in the framework of the EARLINET project. 1. Instruments// Applied.Optics. 2004. V.43. N 4. P.961-976.

81.Andrews A. E., Kofler J. D., Trudeau M. E., Williams J. C., Neff D. H., Masarie K. A., Chao D. Y., Kitzis D. R., Novelli P. C., Zhao C. L., Dlugokencky E. J., Lang P. M., Crotwell M. J., Fischer M. L., Parker M. J., Lee J. T., Baumann D. D., Desai A. R., Stanier C. O., De Wekker S. F. J., Wolfe D. E., Munger J. W. and Tans P. P. CO2, CO, and CH4 measurements from tall towers in the NOAA Earth System Research Laboratory's Global Greenhouse Gas Reference Network: instrumentation, uncertainty analysis, and recommendations for future high-accuracy greenhouse gas monitoring efforts // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. № 2 P. 647-687. doi:10.5194/amt-7-647-2014.

82. Zhao, C. L., Bakwin, P. S., and Tans, P. P. A design for unattended monitoring of carbon dioxide on a very tall tower // J. Atmos. Ocean. Technol. 1997. V. 14. № 5. P. 1139-1145.

83. Bakwin P. S., Tans P. P., Hurst D. F., and Zhao C. L. Measurements of carbon dioxide on very tall towers: results of the NOAA/CMDL program // Tellus Ser. B-Chemical and Physical Meteorology. 1998. V. 50. № 5. P. 401-415.

84. Zhao C. F., Andrews A. E., Bianco L., Eluszkiewicz J., Hirsch A., MacDonald C., Nehrkorn T. and Fischer M. L. Atmospheric inverse estimates of methane emissions from Central California // J. Geophys. Res.-Atmos. 2009. V. 114. № D16. D16302. doi: 10.1029/2008jd011671.

85. Worthy D. E. J., Platt A., Kessler R., Ernst M., Braga R., and Racki S. The Canadian atmospheric carbon dioxide measurement program: Measurement procedures, data quality and accuracy // In: Report of the 11th WMO/IAEA Meeting of Experts on Carbon Dioxide Concentration and Related Tracer Measurement Techniques, Tokyo, Japan, September 2001, edited by: Toru, S. and

Kazuto, S., World Meteorological Organization Global Atmosphere Watch. 2003. P. 112-128.

86. Higuchi K., Worthy D., Chan D., Shashkov A. Regional source/sink impact on the diurnal, seasonal and inter-annual variations in atmospheric CO2 at a boreal forest site in Canada // Tellus B. 2003. V. 55. № 2. P. 115-125.

87. https://www.atm.helsinki.fi/SMEAR/

88. Hari P. and Kulmala M. Station for Measuring Ecosystem-Atmosphere Relations (SMEAR II) // Boreal Env. Res. 2005. V.10. № 5. P. 315-322.

89. http://zottoproject.org/

90. Winderlich J., Chen H., Gerbig C., Seifert T., Kolle O., Lavric J. V., Kaiser C., Hofer A., and Heimann M. Continuous low-maintenance CO2/CH4/H2O measurements at the Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) in Central Siberia // Atmos. Meas. Tech. 2010. V. 3. № 4. P. 1113-1128. doi:10.5194/amt-3-1113-2010.

91. https://www.esrl.noaa.gov/psd/arctic/observatories/tiksi/

92. http://optec.ru/

93. http: //analytcom.ru/

94. http://ingecros.ru/

95. Houghton R.A. Revised estimates of the annual net flux of carbon to the atmosphere from changes in land use and land management 1850-2000 // Tellus. 2003. V. 55B. N 2. P. 378-390.

96. Shvidenko A., Nilsson S. A synthesis of the impact of russian forests on the global carbon budget for 1961-1998 // Tellus. 2003. V. 55B. N 2. P. 391-415.

97. Rodenbeck C., Houweling S., Gloor M., Heimann M. CO2 flux history 1982-2001 inferred from atmospheric data using a global inversion of atmospheric transport // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2003. V. 3. N 3. P. 2575-2659.

98. Carmichael G.R., Fermb M., Thongboonchoo N., Woo J.-H., Chan L.Y., Murano K., Viet P.H., Mossberg C., Bala R., Boonjawat J., Upatum P., Mohan M., Adhikary S.P., Shrestha A.B., Pienaar J.J., Brunke E.B., Chen T., Jie T., Guoan D., Peng L.C., Dhiharto S., Harjanto H., Jose A.M., Kimani W., Kirouane A.,

Lacaux J., Richard S., Barturen O., Cerda J.C., Athayde A., Tavares T., Cotrina J.S., Bilici E. Measurements of sulfur dioxide, ozone and ammonia concentrations in Asia, Africa, and South America using passive samplers // Atmos. Environ. 2003. V. 37. N 9. Р. 1293-1308.

99. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Посты для мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу газов // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 01. C.53-61

100. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Зуев В.В., Зуев В.Е., Ковалевский В.К., Лиготский А. В., Мелешкин В.Е., Панченко М.В., Покровский Е.В., Рогов А.Н., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н.. TOR-станция мониторинга атмосферных параметров. //Оптика атмосферы и океана. 1994, т. 7, № 8, с. 1085-1092.

101. Белан Б.Д., Давыдов Д.К. Индикатор атмосферных осадков. // Патент № 81813. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).

102. Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Ковалевская Т.В. Автоматический осадкосборник. // Патент № 70583. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).

103. Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Толмачев Г.Н. Автоматический двухпозиционный сборник атмосферных осадков и сухих выпадений. // Патент на полезную модель № 170193 от 18 апреля 2017 г. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).

104. Давыдов Д.К., Белан Б.Д., Антохин П.Н., Антохина О.Ю., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Ахлестин А.Ю., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Рассказчикова Т.М., Рогов А.Н., Савкин Д.Е. , Симоненков Д.В. , Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фазлиев А.З., Фофонов А.В. Мониторинг атмосферных параметров: 25 лет TOR-станции ИОА СО РАН // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 10. С. (в печати)

105. Eremenko S. and Ankilov A. Conversion of the diffusion battery data to particle size distribution: Multiple Solutions Averaging algorithm (MSA) // Journal of Aerosol Science. 1995, 26, Suppl 1, 749-750.

106. Пестунов Д.А. Антонович , В.В., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Ковалевский В.К.,. Козлов А.В, Покровский Е.В., Симоненков Д.В.,. Толмачев Г.Н, Фофонов А.В. Комплекс для измерения потоков тепла, влаги и количества движения // Материалы II Всероссийской конференции молодых ученых «Материаловедение, технологии и экология в третьем тысячелетии». Томск: Копировальный центр «Южный». 2003. С.248-250.

107. Пестунов Д.А., Ковалевский В.К., Козлов А.В., Фофонов А.В. Автоматический измерительный метеопост на базе микроконтроллера // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления». Томск: ИОА СО РАН. 2003. С.117-119.

108. Пестунов Д.А., Антонович , В.В., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Ковалевский В.К.,. Козлов А.В, Покровский Е.В., Симоненков Д.В.,. Толмачев Г.Н, Фофонов А.В. Комплексные измерения потоков тепла, влаги и количества движения в приземном слое воздуха. // IV Международный симпозиум «Контроль и реабилитация окружающей среды». Томск, 21-23 июля 2004. Тезисы, с.13-14.

109. Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Фофонов А.В. Автоматический пост для контроля качества воздуха. // Патент на полезную модель № 67733 от 27 октября 2007 г. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).

110. Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Фофонов А.В. Способ и автоматическая система калибровки газоанализаторов с применением эталонных газовых смесей. // Патент на изобретение № 2610947 от 17 февраля 2017 г. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).

111. Watai T., Machida T., Shimoyama K., Krasnov O., Yamamoto M., Inoue G. Development of an Atmospheric Carbon Dioxide Standard Gas Saving System and Its Application to a Measurement at a Site in the West Siberian Forest // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2010. V. 27. № 5. P.843-855.

112. Sasakawa M., Shimoyama K., Machida T., Tsuda N., Suto H., Arshinov M., Davidov D., Fofonov A., Krasnov O., Saeki T., Koyama Y., Maksyutov S. Continuous measurement of methane concentration using 9-tower network over Siberia // Tellus B. 2010. V.62. № 5. P.403-416.

113. Sasakawa M., Ito A., Machida T., Tsuda N., Niwa Y., Davydov D., Fofonov A., and Arshinov M. Annual variation of CH4 emissions from the middle taiga in West Siberian Lowland (2005-2009): a case of high CH4 flux and precipitation rate in the summer of 2007 // Tellus B. 2012. V.64. 17514. 10 p.

114. Suto H. and Inoue G. A New Portable Instrument for In Situ Measurement of Atmospheric Methane Mole Fraction by Applying an Improved Tin Dioxide-Based Gas Sensor // J. Atmos. Oceanic Technol. 2010. V.27. N 7. P. 1175-1184.

115. Rella C. W., Chen H., Andrews A. E., Filges A., Gerbig C., Hatakka J., Karion A., Miles N. L., Richardson S. J., Steinbacher M., Sweeney C., Wastine B., Zellweger

C. High accuracy measurements of dry mole fractions of carbon dioxide and methane in humid air // Atmos. Meas. Tech., 2013, v.6, №3, p.837-860.

116. Antokhin P.N., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Zhidovkin E.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Penner I.E., Pestunov

D.A., Simonenkov D.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Shamanaev V.S., Shmargunov V.P. Optik-E AN-30 aircraft laboratory: 20 years of environmental research // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2012. V.29. №1. P.64-75.

117. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Кабанов Д.М., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Сакерин С.М., Толмачев Г.Н., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Ковалевская Т.В. Самолет-лаборатория для экологических исследований // Патент (Россия) №70490. Патентообладатель: ИОА СО РАН.

118. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Краснов О.А., Пестунов Д.А., Праслова О.В, Фофонов А.В., Inoue G., Machida Т., Максютов Ш., Shimoyama K., Sutoh H. Применение самолета Ан-2 для исследования состава воздуха в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т.25. №8. С.714-720.

119. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филимонов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 «Оптик» // Патент (Россия) №124662. Патентообладатели: ИОА СО РАН и СибНИА (RU).

120. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Симоненков Д.В., Ужегова Н.В., Фофонов А.В. Мобильная станция АКВ-2 и ее применение на примере г. Томска // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 8. С. 643 - 648.

121. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В., Ковалевская Т.В. Мобильная станция для экологического контроля окружающей среды // Патент (Россия) №69267. Патентообладатель: ИОА СО РАН.

122. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека. Региональная публикация ВОЗ, Европейская серия №85. Копенгаген, 1998. 293 с.

123. Joly M., Peuch V.-H. Objective classification of air quality monitoring sites over Europe // Atmospheric Environment. 2012, v.47, №1, p.111-123.

124. Thompson R. L., Manning A. C., Gloor E., Schultz U., Seifert T., Hansel F., Jordan A., and Heimann M. In-situ measurements of oxygen, carbon monoxide and greenhouse gases from Ochsenkopf tall tower in Germany, Atmos. Meas. Tech. 2009. V. 2. № 2. P. 573-591. doi:10.5194/amt-2-573-2009.

125. Popa M. E., Gloor M., Manning A. C., Jordan A., Schultz U., Haensel F., Seifert T. and Heimann M. Measurements of greenhouse gases and related tracers at Bialystok tall tower station in Poland // Atmos. Meas. Tech. 2010. V. 3. № 2. P. 407-427. doi:10.5194/amt-3-407-2010.

126. Vermeulen A. T., Hensen A., Popa M. E., van den Bulk W. C. M. and Jongejan P. A. C. Greenhouse gas observations from Cabauw Tall Tower (1992-2010) // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4. № 3. P. 617- 644. doi:10.5194/amt-4-617-2011.

127. WMO Greenhouse Gas Bulletin No. 12. 24 October 2016.

128. Canadell J.G., Pataki D.E., R. Gifford, R.A. Houghton, Y. Luo, M.R. Raupach, P. Smith, and W.Steffen, Saturation of the terrestrial carbon sink, in Terrestrial Ecosystems in a Changing World, edited by J. G. Canadell, D. E. Pataki, and L. F. Pitelka, pp. 59-78, Springer, Berlin, 2007, doi:10.1007/978-3-540-32730-1_6.

129. Ed Dlugokencky and Pieter Tans, 2017: NOAA/ESRL (www.esrl.noaa. gov/gmd/ccgg/trends/).

130. Brienen R.J.W., Phillips O.L., Feldpausch T.R., Gloor E., Baker T.R., Lloyd J., Lopez-Gonzalez G., Monteagudo-Mendoza A., Malhi Y., Lewis S.L., Martinez R.V., Alexiades M., Darvila E.A., Alvarez-Loayza P., Andrade A., Aragao L.E.O. C., Araujo-Murakami A., Arets E.J.M.M., Arroyo L., Aymard G.A., Barnki O.S., Baraloto C., Barroso J., Bonal D., Boot R.G.A., Camargo J.L.C., Castilho C.V., Chama V., Chao K.J., Chave J., Comiskey J.A., Valverde F.C., da Costa L., de Oliveira E.A., Di Fiore A., Erwin T.L., Fauset S., Forsthofer M., Galbraith D.R., Grahame E.S., Groot N., Herrault B., Higuchi N., Honorio Coronado E.N., Keeling H., Killeen T.J., Laurance W.F., Laurance S., Licona J., Magnussen W.E., Marimon B.S., Marimon-Junior B.H., Mendoza C., Neill D.A., Nogueira E.M., Nurnez P., Pallqui Camacho N.C., Parada A., Pardo-Molina G., Peacock J., Pen a-Claros M., Pickavance G.C., Pitman N.C.A., Poorter L., Prieto A., Quesada C.A., Ramirrez F., Ramirrez-Angulo H., Restrepo Z., Roopsind A., Rudas A., Salomao R.P., Schwarz M., Silva N., Silva-Espejo J. E., Silveira M., Stropp J., Talbot J., ter Steege H., Teran-Aguilar J., Terborgh J., Thomas-Caesar R., Toledo M., Torello-Raventos M., Umetsu R.K., van der Heijden G.M.F., van der Hout P., Guimaraes

Vieira I.C., Vieira S.A., Vilanova E., Vos V.A., Zagt R.J. Long-term decline of the Amazon carbon sink // Nature. 2015. v.519, N7543, p. 344-348.

131. Hayes D.J., McGuire A.D., Kicklighter D.W., Gurney K. R., Burnside T.J., and Melillo J.M. Is the northern high-latitude land-based CO2 sink weakening? // Global Biogeochem. Cy. 2011. V. 25, GB3018. doi:10.1029/2010GB003813.

132. Thoning K.W., Tans P.P, Komhyr W.D. Atmospheric carbon dioxide at Mauna Loa Observatory. 2. Analysis of the NOAA GMCC Data, 1974-1985 // Journal of Geophysical Research. 1989. V.94, Issue D6. P. 8549 - 8565.

133. Wunch D., Wennberg P. O., Messerschmidt J., Parazoo N. C., Toon G. C., Deutscher N. M., Keppel-Aleks G., Roehl C. M., Randerson J. T., Warneke T., and Notholt J. The covariation of Northern Hemisphere summertime CO2 with surface temperature in boreal regions // Atmos. Chem. Phys. 2013. V.13, Issue 18. P. 9447-9459, https://doi.org/10.5194/acp-13-9447-2013.

134. Lenton T. M. Land and ocean carbon cycle feedback effects on global warming in a simple Earth system model // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2000. V.52, Issue 5. P. 1159-1188.

135. Nemani R.R., Keeling C.D., Hashimoto H., Jolly W.M., Piper S.C., Tucker C.J., Myneni R.B., and Running S.W. Climate driven increases in global terrestrial net primary production from 1982 to 1999 // Science. 2003. V.300, Issue 5625. P. 1560-1563.

136. Luo Y., Su B., Currie W.S., Dukes J.S., Finzi A., Hartwig U., Hungate B., McMurtrie R.E., Oren R., Parton W.J., Pataki D.E., Shaw R.M., Zak D.R., Field C.B. Progressive Nitrogen Limitation of Ecosystem Responses to Rising Atmospheric Carbon Dioxide // BioScience. 2004. V.54, Issue 8. P. 731-739. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2004)054[0731:PNLOER]2.0.CO;2

137. Finzi A.C., Moore D.J.P., Delucia E.H., Lichter J., Hofmockel K.S., Jackson R.B., Kim H., Matamala R., McCarthy H.R., Oren R., Pippen J.S., and Schlesinger W.H. Progressive nitrogen limitation of ecosystem processes under elevated CO2 in a warm-temperate forest // Ecology. 2006. V.87, Issue 1. P. 15-25, doi:10.1890/04-1748

138. Liang J., Qi X., Souza L., and Luo Y. Processes regulating progressive nitrogen limitation under elevated carbon dioxide: a meta-analysis // Biogeosciences. 2016. V.13, Issue 9. P. 2689-2699, doi:10.5194/bg-13-2689-2016.

139. Kulmala M., Suni T., Lehtinen K.E.J., Dal Maso M., Boy M., Reissell A., Rannik Ü., Aalto P., Keronen P., Hakola H., Bäck J., Hoffmann T., Vesala T., and Hari P. A new feedback mechanism linking forests, aerosols, and climate // Atmos. Chem. Phys. 2004. V.4, Issue 2. P. 557-562, https://doi.org/10.5194/acp-4-557-2004.

140. Kulmala M., Nieminen T., Chellapermal R., Makkonen R., Back J. and Kerminen V.-M. Climate feedbacks linking the increasing atmospheric CO2 concentration, BVOC emissions, aerosols and clouds in forest ecosystems. In: Niinemets U. & Monson R.K. (eds.), Biology, controls and model tree volatile organic compound emissions. Springer, Dordrecht2010, P. 489-508.

141. Kulmala M., Nieminen T., Nikandrova A., Lehtipalo K., Manninen H. E., Kajos M.K., Kolari P., Lauri A., Petäjä T., Krejci R., Hansson H.-C., Swietlicki E., Lindroth A., Christensen T. R., Arneth A., Hari P., Bäck J., Vesala T., and Kerminen V.-M. CO2-induced terrestrial feedback mechanism: From carbon sink to aerosol source and back // Boreal Environ. Res. 2014. V.19, suppl. B. P. 122131.

142. Carslaw K.S., Boucher O., Spracklen D.V., Mann G.W., Rae J.G.L., Woodward S. & Kulmala M. A review of natural aerosol interactions and feedbacks within the Earth system // Atmos. Chem. Phys. 2010. V.10, Issue 4. P. 1701-1737, https://doi.org/10.5194/acp-10-1701-2010.

143. Kerminen V.-M., Paramonov M., Anttila T., Riipinen I., Fountoukis C., Korhonen H., Asmi, E., Laakso L., Lihavainen H., Swietlicki E., Svenningsson B., Asmi A., Pandis S.N., Kulmala M. and Petaja T. Cloud condensation nuclei production associated with atmospheric nucleation: a synthesis based on existing literature and new results // Atmos. Chem. Phys. 2012. V.12, Issue 24, P. 12037-12059, https://doi.org/10.5194/acp-12-12037-2012, 2012.

144. Makkonen R., Asmi A., Kerminen V.-M., Boy M., Arneth A., Guenthe, A. and Kulmala M. BVOC-aerosol- climate interactions in the global aerosol-climate

model ECHAM5.5-HAM2 // Atmos. Chem. Phys. 2012. V.12 Issue. P.10077-10096, https://doi.org/10.5194/acp-12-10077-2012.

145. Paasonen P., Asmi A., Petaja T., Kajos M.K., Aijala M, Junninen H., Holst T., Abbatt J.P.D., Arneth A., Birmili W., Denier van der Gon H., Hamed A., Hoffer A., Laakso L., Laaksonen A., Leaitch W.R., Plass-Dulmer C., Pryor S.C., Raisanen P., Swietlicki E., Wiedensohler A., Worsnop D.R., Kerminen V.-M. and Kulmala M. Warming-induced increase in aerosol number concentration likely to moderate climate change // Nature Geosci. 2013. V.6. P. 438-442, http://dx.doi.org/10.1038/ngeo1800

146. Rap A., Scott C.E., Spracklen D.V., Bellouin N., Forster P.M., Carslaw, K.S., Schmidt A. and Mann G. Natural aerosol direct and indirect radiative effects // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40, Issue 12. P. 3297-3301.

147. Dlugokencky E.J., Houweling S., Bruhwiler L., Masarie K.A., Lang P.M., Miller J.B., and Tans P.P. Atmospheric methane levels off: Temporary pause or a new steady-state? // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, Issue 19. 1992, doi:10.1029/2003GL018126.

148. Rigby M., Prinn R.G., Fraser P.J., Simmonds P.G., Langenfelds R.L., Huang J., Cunnold D.M., Steele L.P., Krummel P.B., Weiss R.F., O'Doherty S., Salameh P.K., Wang H.J., Harth C.M., Muehle J., and Porter L.W. Renewed growth of atmospheric methane // Geophys. Res. Lett. 2008.V.35, Issue 22. L22805, doi: 10.1029/2008GL036037.

149. Kirschke S., Bousquet P., Ciais P., Saunois M., Canadell J.G., Dlugokencky E.J., Bergamaschi P., Bergmann D., Blake D.R., Bruhwiler L., Cameron-Smith P., Castaldi S., Chevallier F., Feng L., Fraser A., Heimann M., Hodson E. L., Houweling S., Josse B., Fraser P.J., Krummel P.B., Lamarque J.-F., Langenfelds R.L., Le Quere C., Naik V., O'Doherty S., Palmer P.I., Pison I., Plummer D., Poulter B., Prinn R.G., Rigby M., Ringeval B., Santini M., Schmidt M., Shindell D.T., Simpson I.J., Spahni R., Steele L.P., Strode S.A., Sudo K., Szopa S., van der Werf G.R., Voulgarakis A., van Weele M., Weiss R.F., Williams J.E., and Zeng G.

Three decades of global methane sources and sinks // Nat. Geosci. 2013. V.6, Issue . P. 813-823, doi: 10.1038/ngeo1955.

150. Patra P.K., Saeki T., Dlugokencky E.J., Ishijima K., Umezawa T., Ito A., Aoki S., Morimoto S., Kort E.A., and Crotwell A. Regional methane emission estimation based on observed atmospheric concentrations (2002-2012) // J. Meteor. Soc. Japan. 2016. V.94, N.1. P.31-113, doi:10.2151/jmsj.2016-006.

151. McNorton J., Chipperfield M.P., Gloor M., Wilson C., Feng W., Hayman G.D., Rigby M., Krummel P.B., O'Doherty S., Prinn R.G., Weiss R.F., Young D., Dlugokencky E., and Montzka S.A. Role of OH variability in the stalling of the global atmospheric CH4 growth rate from 1999 to 2006 // Atmos. Chem. Phys. 2016. V.16, Issue 12. P. 7943-7956, doi:10.5194/acp-16-7943-2016.

152. McNorton J., Gloor E., Wilson C., Hayman G.D., Gedney N., Comyn-Platt E., Marthews T., Parker R.J., Boesch H., and Chipperfield M.P. Role of regional wetland emissions in atmospheric methane variability // Geophys. Res. Lett. 2016. V.43, Issue 21. P.1433-11444, doi:10.1002/2016GL070649.

153. Saunois, M., Bousquet P., Poulter B., Peregon A., Ciais P., Canadell J.G., Dlugokencky E.J., Etiope G., Bastviken D., Houweling S., Janssens-Maenhout G., Tubiello F.N., Castaldi S., Jackson R.B., Alexe M., Arora V.K., Beerling D.J., Bergamaschi P., Blake D.R., Brailsford G., Brovkin V., Bruhwiler L., Crevoisier C., Crill P., Covey K., Curry C., Frankenberg C., Gedney N., Hoeglund-Isaksson L., Ishizawa M., Ito A., Joos F., Kim H.-S., Kleinen T., Krummel P., Lamarque J.-F., Langenfelds R., Locatelli R., Machida T., Maksyutov S., McDonald K.C., Marshall J., Melton J.R., Morino I., Naik V., O'Doherty S., Parmentier F.-J.W., Patra P.K., Peng C., Peng S., Peters G.P., Pison I., Prigent C., Prinn R., Ramonet M., Riley W. J., Saito M., Santini M., Schroeder R., Simpson I.J., Spahni R., Steele P., Takizawa A., Thornton B.F., Tian H., Tohjima Y., Viovy N., Voulgarakis A., van Weele M., van der Werf G.R., Weiss R., Wiedinmyer C., Wilton D.J., Wiltshire A., Worthy D., Wunch D., Xu X., Yoshida Y., Zhang B., Zhang Z., and Zhu Q. The global methane budget 2000-2012 // Earth Syst. Sci. Data. 2016. V.8, Issue 2. P.697-751, doi:10.5194/essd-8-697-2016.

154. Patra P.K., Houweling S., Krol M., Bousquet P., Belikov D., Bergmann D., Bian H., Cameron-Smith P., Chipperfield M.P., Corbin K., Fortems-Cheiney A., Fraser A., Gloor E., Hess P., Ito A., Kawa S.R., Law R.M., Loh Z., Maksyutov S., Meng L., Palmer P.I., Prinn R.G., Rigby M., Saito R., and Wilson C. TransCom model simulations of CH4 and related species: linking transport, surface flux and chemical loss with CH4 variability in the troposphere and lower stratosphere // Atmos. Chem. Phys. 2011. V.11, Issue doi:10.5194/acp-11-12813-2011.

155. Naik V., Voulgarakis A., Fiore A.M., Horowitz L.W., Lamarque J.-F., Lin M., Prather M.J., Young P.J., Bergmann D., Cameron-Smith P.J., Cionni I., Collins W.J., Dals0ren S.B., Doherty R., Eyring V., Faluvegi G., Folberth G.A., Josse B., Lee Y.H., MacKenzie I.A., Nagashima T., van Noije T.P.C., Plummer D.A., Righi M., Rumbold S.T., Skeie R., Shindell D.T., Stevenson D.S., Strode S., Sudo K., Szopa S., and Zeng G. Preindustrial to present-day changes in tropospheric hydroxyl radical and methane lifetime from the Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project (ACCMIP) // Atmos. Chem. Phys. 2013. V.13, Issue 10. P.5277-5298,doi:10.5194/acp-13-5277-2013.

156. M. Sasakawa, T. Machida, N. Tsuda, M. Arshinov, D. Davydov, A. Fofonov, O. Krasnov Aircraft and tower measurements of CO2 concentration in the planetary boundary layer and the lower free troposphere over southern taiga in West Siberia: Long-term records from 2002 to 2011/Journal of Geophysical Research-Atmospheres. - 2013. - Vol.118. - Issue 16. - Р. 9489 - 9498.

157. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Краснов О.А., Macsutov Sh.Sh., Machida Т., Sasakawa Motoki., Фофонов А.В. Особенности вертикального распределения углекислого газа над югом Западной Сибири в летний период. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 08. С. 670-681.

158. Kim J., Kim H.M., Cho C.-H., Boo K.-O., Jacobson A.R., Sasakawa M., Machida T., Arshinov M., Fedoseev N. Impact of Siberian observations on the optimization of surface CO2 flux // Atmos. Chem. Phys.. 2017. V.17. N4. P.2881-2899. doi: 10.5194/acp-17-2881 -2017.

159. Антохин П.Н., Антохина О.Ю., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Скляднева Т.К., Фофонов А.В., Sasakawa Motoki., Machida Т. Влияние атмосферного блокирования в Западной Сибири на изменение концентрации метана в летний период. // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 05. С. 393-403.

160. Белан Б.Д., Ковалевский В.К., Плотников А.П., Скляднева Т.К. Временная динамика озона и оксидов азота в приземном слое в районе г.Томска. // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 12. С. 1325-1327.

161. Белан Б.Д., Скляднева Т.К. Изменение концентрации тропосферного озона в зависимости от интенсивности солнечной радиации. // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 08. С. 725-729.

162. Белан Б.Д., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Результаты 10-летнего мониторинга приземной концентрации озона в районе Томска. // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 09. С. 826-832.

163. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Плотников А.П., Толмачев Г.Н. Об аномально высоких приземных концентрациях озона в районе г. Томска в зимний период . // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14. № 04. С. 319-321.

164. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Многолетняя изменчивость озона и аэрозоля в районе Томска и оправдываемость прогноза их среднегодовых концентраций на десятилетие. // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 09. С. 772-776..

165. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Прогноз изменения концентрации озона и аэрозоля на основании предсказанного в 24-м цикле уровня солнечной активности. // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 09. С. 778-783.

166. Антохин П.Н., Белан Б.Д. Регулирование динамики тропосферного озона через стратосферу. // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 10. С. 890895.

167. Антохин П.Н., Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Сравнение различных методов статистического прогнозирования суточной динамики приземной

концентрации озона. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 12. С. 1082-1089.

168. Антохин П.Н., Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Сравнение различных методов статистического прогнозирования суточной динамики приземной концентрации озона. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 12. С. 1082-1089.

169. Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Зависимость образования озона в приземном слое от температуры воздуха. // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 11. С. 971-979.

170. Monks P.S. A review of the observations and origins of the spring ozone maximum // Atmospheric Environment. 2000. V. 34, N 21. P. 3545-3561, https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00129-1.

171. Seinfeld J. H. and Pandis S. N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. 3nd Edn., John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, 2016. 1120 p.

172. Paris J.-D., Ciais Ph., Nedelec Ph., Stohl A., Belan B. D., Arshinov M. Yu., Carouge C., Golitsyn G., Granberg I. G. New insights on the chemical composition of the Siberian air shed from the YAK-AEROSIB aircraft campaigns // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2010. V. 91, N 5. P.1-17.

173. Smith S. J., van Aardenne J., Klimont Z., Andres R.J., Volke A., and Delgado Arias S. Anthropogenic Sulfur Dioxide Emissions: 1850-2005 // Atmospheric Chemistry and Physics. 2011. V. 11, N 3. P. 1101-1116.

174. www.epa.gov/air-trends/sulfur-dioxide-trends

175. Air quality in Europe — 2017 report. European Environment Agency Reports, N 13. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2017. 74 p. doi: 10.2800/850018

176. GAW Report 195. A WMO/GAW Expert Workshop on Global Long-term Measurements of Nitrogen Oxides and Recommendations for GAW Nitrogen Oxides Network. Hohenpeissenberg, Germany, 8-9 October 2009. (WMO TD No. 1570). 2011. 45 p.

177. Schumann, U., H. Huntrieser, The global lightning-induced nitrogen oxides source, Atmos. Chem. Phys., 7,3823-3907, 2007, www.atmos-chem-phys.net/7/3823/2007/

178. Martin, R. V., D. J. Jacob, K. Chance, T. P. Kurosu, P. I. Palmer, M. J. Evans, Global inventory of nitrogen oxide emissions constrained by space-based observations of NO2 columns, Journal of Geophysical Research, VOL. 108, NO. D17, 4537, doi: 10.1029/2003JD003453, 2003.

179. Galloway, J. N., F. J. Dentener, D. G. Capone, E. W. Boyer, R. W. Howarth, S. P. Seitzinger, G. P. Asner, C.C. Cleveland, P. A. Green, E. A. Holland, D. M. Karl, A. F. Michaels, J. H. Porter, A. R. Townsend, C. J. Vorosmarty (2004), Nitrogen Cycles: Past, Present, and Future Biogeochemistry, 70 (2), 153-226.

180. Reis, S., R. W. Pinder, M. Zhang, G. Lijie, and M. A. Sutton, Reactive nitrogen in atmospheric emission inventories, Atmos. Chem. Phys., 9, 7657-7677, 2009, www.atmos-chem-phys.net/9/7657/2009/

181. Townsend, A.R., R.W. Howarth (2010), Fixing the Global Nitrogen Problem, Scientific American, January 27, 2010.