МОНИТОРИНГ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА В МОСКОВСКОМ РЕГИОНЕ

Р.М. Вильфанд, И.Н. Кузнецова, И.Ю. Шалыгина, А.М. Звягинцев, М.И. Нахаев, П.В. Захарова, В.А. Лапченко

Аннотация


Сделана оценка и приведены примеры возможностей прогнозирования метеорологических параметров и концентраций загрязняющих воздух веществ, определяющих качество городского воздуха. Приведены общие сведения о загрязняющих городской воздух веществах и их влиянии на здоровье. С использованием данных регулярных наблюдений загрязнения воздуха в Москве рассчитаны сезонная и внутрисуточная изменчивость доминирующих загрязнителей воздуха в мегаполисе. На примере Москвы показана возможность использовать предложенный комплексный метеорологический параметр с тем, чтобы прогнозировать неблагоприятные для очищения воздуха метеорологические условия (НМУ) и повышение уровня загрязнения. Приведены количественные показатели ухудшения качества воздуха в городе летом вследствие повышения повторяемости НМУ и активности фотохимических процессов в городской атмосфере. Обсуждены причины и факторы формирования эпизодов загрязнения с превышением гигиенических нормативов. Отмечено, что эпизоды аэрозольного загрязнения формируются как за счет локальных источников, так и вследствие дальнего переноса, в основном в теплый период. Озоновые эпизоды в Московском регионе наблюдаются чаще всего в июле-августе и возникают в результате фотохимической генерации озона в периоды тихой жаркой и сухой погоды. Показана актуальность и обоснована необходимость регулярных наблюдений в нашей стране за приземным озоном и твердыми частицами (РМ10). Приведены данные о созданной в Гидрометцентре России технологии прогнозирования качества воздуха на основе использования химических транспортных моделей, отмечены проблемы погрешностей модельных расчетов и необходимость их постобработки на этапе освоения численных моделей загрязнения.

Ключевые слова


качество городского воздуха, мониторинг, прогноз, неблагоприятные метеорологические условия, эпизоды загрязнения.

Полный текст:

PDF

Как процитировать материал

Литература


Арефьев В.Н., Кашин Ф.В., Милехин Л.И. и соавт. Концентрация приземного озона в Обнинске в 2004–2010 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2013. – Т. 49. – С. 74– 84.

Аршинова В.Г., Белан Б.Д., Рассказчикова Т.М. и соавт. Влияние города Томска на химический и дисперсионный состав атмосферного аэрозоля в приземном слое // Оптика атмосферы и океана. – 2008. – Т. 21. – С. 486–491.

Белан Д.Б. Тропосферный озон. Содержание озона в тропосфере. Механизмы и факторы, его определяющие // Оптика атмосферы и океана. – 2008. – Т. 21. – С. 600–618.

Вильфанд Р.М., Ривин Г.С., Розинкина И.А. Система COSMO-RU негидростатического мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды Гидрометцентра России: первый этап реализации и развития // Метеорология и гидрология. – 2010. – № 8. – С. 5–20.

Воздействие взвешенных частиц на здоровье. Рекомендации в отношении политики для стран Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии // Всемирная организация здравоохранения. Европейское региональное бюро. – 2013. – С. 14 (www.euro.who.int).

Глазкова А.А., Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю. и соавт. Суточный ход концентрации аэрозоля (РМ10) летом в Московском регионе // Оптика атмосферы и океана. – 2012. – Т. 25. – С. 495–500.

Глебова И.С. Оценка комфортности и привлекательности жизнедеятельности в городе (на примере г. Казани) // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5 (www. science-education.ru/111-10020).

Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Зоткин Е.В. и соавт. Вариации газовых компонент загрязнения в воздушном бассейне г. Москвы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2006. – Т. 42. – С. 176–190.

Горчаков Г.И., Аношин Б.А., Семутникова Е.Г. Статистический анализ вариаций массовой концентрации грубодисперсного аэрозоля в г. Москве // Оптика атмосферы и океана. – 2007. – Т. 20. – С. 501–505.

Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Карпов А.В. и соавт. Недельный цикл загрязнения воздуха в г. Москве: количественные характеристики и уточнение методики статистического прогноза концентраций примесей // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – Т. 23. – С. 784– 792.

Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2012 г. – М. : Мосэкомониторинг, 2013. – 180 с.

Еланский Н.Ф., Локощенко М.А., Беликов И.Б. и соавт. Закономерности изменчивости концентраций малых газовых составляющих в приземном воздухе г. Москвы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2007. – Т. 43. – С. 219–231.

Еланский Н.Ф., Мохов И.И., Беликов И.Б. и соавт. Газовые примеси в атмосфере над Москвой летом 2010 г. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2011. – Т. 47. – С. 729–743.

Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б., Кузнецова И.Н. и соавт. Использование моделей WRF ARW и CHIMERE для численного прогноза концентрации приземного озона // Метеорология и гидрология. – 2011. – № 4. – С. 48–60.

Звягинцев А.М., Беликов И.Б., Еланский Н.Ф. и соавт. Статистическое моделирование максимальных суточных концентраций приземного озона // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – Т. 23. № 2. – С. 1–9.

Звягинцев А.М. Статистическое прогнозирование концентраций приземного озона в г. Москве // Метеорология и гидрология. – 2008. – № 8. – С. 49–59.

Звягинцев А.М., Какаджанова Г., Крученицкий Г.М. и соавт. Периодическая изменчивость приземной концентрации озона в западной и центральной Европе по данным наблюдений // Метеорология и гидрология. – 2008. – № 3. – С. 38–47.

Звягинцев А.М., Блюм О.Б., Глазкова А.А. и соавт. Загрязнение воздуха на Европейской части России и в Украине в условиях жаркого лета 2010 года // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2011. – Т. 47. – С. 757–766.

Звягинцев А.М., Кузнецова И.Н., Тарасова О.А. и соавт. Изменчивость концентраций основных загрязнителей воздуха в Лондоне // Оптика атмосферы и океана. – 2014. – Т. 27. – С. 424–434.

Коновалов И.Б., Еланский Н.Ф., Звягинцев А.М. и соавт. Валидация химическотранспортной модели нижней атмосферы Центрально-Европейского региона России с использованием данных наземных и спутниковых измерений // Метеорология и гидрология. – 2009. – № 4. – С. 65–74.

Кузнецова И.Н., Нахаев М.И., Шалыгина И.Ю. и соавт. Метеорологические предпосылки формирования зимних эпизодов высокого загрязнения воздуха в г. Москва // Метеорология и гидрология. – 2008. – № 3. – С. 48–59.

Кузнецова И.Н., Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б. и соавт. Вычислительный комплекс «модель атмосферы – химическая транспортная модель» как модуль системы оценки качества воздуха // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – Т. 23. – № 6. – С. 485–492.

Кузнецова И.Н., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г. Экологические последствия погодных аномалий летом 2010 года // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 года: сборник докладов совместного заседания Президиума Научно-технического совета Росгидромета и Научного совета РАН «Исследования по теории климата Земли» / Под ред. Н.П. Шакиной. – М. : Росгидромет, РАН, 2011. – С. 59–64.

Кузнецова И.Н., Глазкова А.А., Шалыгина И.Ю. и соавт. Сезонная и суточная изменчивость концентраций взвешенных частиц в приземном воздухе жилых районов Москвы // Оптика атмосферы и океана. – 2014. – Т. 27. – С. 473–482.

Кузнецова И.Н., Кадыгров Е.Н., Миллер Е.А. и соавт. Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое по данным дистанционных измерений приборами МТП- 5 // Оптика атмосферы и океана. – 2012. – Т. 25. – С. 877–883.

Кузнецова И.Н. Влияние метеорологических условий на содержание РМ10 и СО в летних эпизодах 2010 года // Физика атмосферы и океана. – 2012. – Т. 48. – С. 566–577.

Кузнецова И.Н., Коновалов И.Б., Глазкова А.А. и соавт. Наблюдаемая и рассчитанная изменчивость концентрации взвешенного вещества РМ10 в Москве и Зеленограде // Метеорология и гидрология. – 2011. – № 3. – С. 48–60.

Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И. и соавт. Неблагоприятные для качества воздуха метеорологические факторы // Труды Гидрометцентра России. – 2014. – Вып. 351. – С. 154–172.

Лапченко В.А., Звягинцев А.М. Приземный озон в Крыму // Пространство и Время. –2014. – № 2(16). – С. 254–257.

Матвеев Л.Т. Влияние большого города на метеорологический режим // Изв. РАН. Сер. геогр. – 2007. – № 4. – С. 97–102.

Ревокатова А.П., Суркова Г.В., Кирсанов А.А. и соавт. Прогноз загрязнения атмосферы Московского региона с помощью модели COSMO-ART // Вестник МГУ, сер. геогр. – 2012. – № 4. – С. 25–32.

Рубинштейн К.Г., Гинзбург А.С. Оценка изменения температуры воздуха и количества осадков в крупных городах (на примере Москвы и Нью-Йорка) // Метеорология и гидрология. – 2003. – № 2. – С. 29–38.

Сонькин Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы. – Л. : Гидрометеоиздат, 1991. – 223 с.

Суркова Г.В., Блинов Д.В., Кирсанов А.А. и соавт. Моделирование распространения шлейфов воздушных загрязнений от очагов лесных пожаров с использованием химико-транспортной модели COSMO-Ru7-ART // Оптика атмосферы и океана. – 2014. – Т. 27. – С. 75–81.

Ткачук С.В. Обзор индексов степени комфортности погодных условий и их связь с показателями смертности // Труды Гидрометцентра России. – 2012. – Вып. 347. – С. 223–245.

Чубарова Н.Е., Горбаренко Е.В., Незваль Е.И. и соавт. Аэрозольные и радиационные характеристики атмосферы во время лесных и торфяных пожаров в 1972, 2002 и 2010 гг. в Подмосковье // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2011. – Т. 47. – C. 774–789.

Шакина Н.П., Иванова А.Р., Кузнецова И.Н. Волны холода и их проявление в озонометрических данных кисловодской высокогорной научной станции // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2004. – Т. 40. – С. 485– 500.

Шалыгина И.Ю., Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. и соавт. О прогнозировании приземного озона в большом городе (на примере Москвы) //Оптика атмосферы и океана. – 2007. – Т. 20. – С. 651–658.

Air pollution in Europe 1990–2004 // European Environment Agency Report. – 2007. – No. 2. – 84 p.

Avnery Sh., Mauzerall D.L., Liu J. et al. Global crop yield reductions due to surface ozone exposure: 2. Year 2030 potential crop production losses and economic damage under two scenarios of O3 pollution // Atmos. Environ. – 2011. – Vol. 45. – P. 2297–2309.

Despres V.R., Huffman J.A., Burrows S.M. et al. Primary biological aerosol particles in the atmosphere: A Review // Tellus B. – 2012. – Vol. 64, 15598. DOI: 10.3402/tellusb.v64i0.15598.

EEA 2010. The European environment. State and outlook 2010. Synthesis. – Copenhagen : European Environment Agency, 2010. – 228 p.

Haagen-Smit A.J. A lesson from the smog capital of the world // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 1970. – Vol. 67. – P. 887–897.

Gorchakov G., Semoutnikova E., Karpov A. et al. Air Pollution in Moscow Megacity // Advanced Topics in Environmental Health and AirPollution Case Studies. Intech. – 2011. – P. 211–236.

Ghude S.D., Jena C., Chate D.M. et al. Reductions in India’s crop yield due to ozone // Geophys. Res. Lett. – 2014. – Vol. 41. – P. 5685–5691.

Guerreiro C.B.B., Foltescu V., de Leeuw F. Air quality status and trends in Europe // Atmos. Environ. – 2014. – Vol. 91. – P. 376–384.

Fuhrer Ju. Ozone risk for crops and pastures in present and future climates (review) // Naturwissenschaften. – 2009. – Vol. 96. – P. 173–194.

Kallistratova M.A., Kouznetsov R.D. Lowlevel jets in the Moscow Region in summer and winter observed with a Sodar Network // Boundary-Layer Meteorol. – 2012. – Vol. 143. – P. 159–175. DOI 10.1007/s10546-011-9639-8.

Pollack I.B., Ryerson T.B., Trainer M. et al. Trends in ozone, its precursors, and related secondary oxidation products in Los Angeles, California:A synthesis of measurements from 1960 to 2010 // J. Geophys. Res. – 2013. – Vol. 118. – Р. 5893–5911.

Sofiev M., Prank M., Finardi S., et al. Influence of Regional Scale Emissions on Megacity Air Quality // MEGAPOLI Deliverable D5.5. / Sofiev M., Prank M., Baklanov A. (Eds.) – MEGAPOLI Scientific Report11–12. – Helsinki-Cpenhagen, 2011. – 60 p. (http://megapoli.dmi.dk/publ/MEGAPOLI_sr11-12.pdf).

Tarasova O.A., Brenninkmeijer C.A., Joeckel P. et al. A climatology of surface ozone in the extra tropics: cluster analysis of observations and model results // Atmos. Chem. Phys. – 2007. – Vol. 7. – P. 6099–6117.

Sillman S. The relation between ozone, NOxand hydrocarbons in urban and polluted rural environments // Atmos. Environ. – 1999. – Vol. 33. – P. 1821–1845.

Vogel B., Vogel H., Baumner D. et al. The comprehensive model system COSMO-ART – Radiative impact of aerosol on the state of the atmosphere on the regional scale // Atmos. Chem. Phys. – 2009. – Vol. 9. – P. 8661–8680.

Wild O. Modelling the global tropospheric ozone budget: exploring the variability in current models // Atmos. Chem. Phys. – 2007. – Vol. 7. – P. 2643–2660.

WHO 2005. Air Quality Guidelines: Global Update 2005. Particulate matter, Ozone, Nitrogen Dioxide and Sulfur Dioxide. – WHO, 2006. – 484 p.

WMO/IGAC. GAW Report No. 205. Impacts of Megacities on Air Pollution and Climate. – Geneva, WMO, 2012. – 314 p.

Wu S., Mickley L.J., Jacob D.J. et al. Why are there large differences between models in global budgets of tropospheric ozone? // J. Geophys. Res. – 2007. – Vol. 112. – P. 2156–2202.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v6i4.178

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"