Вклад городского и адвективного мелкодисперсного аэрозоля в изменчивость РМ₁₀ в Москве

Сезонная и внутрисуточная концентрация мелких взвешенных частиц (РМ₁₀) в приземном воздухе определяется влиянием их источников, в том числе состоянием подстилающей поверхности, но основная доля изменчивости обусловлена воздействием метеорологических процессов. Показан средний годовой и средний суточный ход РМ₁₀ в срединные сезонные месяцы в Москве по данным наблюдений на сети «Мосэкомониторинг»; обсуждается неоднородность поля РМ₁₀ в мегаполисе и различия уровней РМ₁₀ между примагистральными территориями и районами жилой застройки. Показано, что повышение концентрации РМ₁₀ и достижение критических уровней загрязнения приземного воздуха (аэрозольные эпизоды) наблюдаются в двух типовых ситуациях. Чаще всего - в периоды неблагоприятных для рассеивания примеси метеорологических условий (НМУ), когда РМ₁₀ увеличивается за счет локальных городских источников.

 Аэрозольные эпизоды формируются и под воздействием внешнего фактора – дальнего переноса. Он проявляется при поступлении запыленных воздушных масс из районов почвенной засухи, из пустынных районов ветрового подъема мелких частиц, в частности из Прикаспийского региона и западного Казахстана, а также при переносе пирогенного аэрозоля из районов природных пожаров. Перенос мелких частиц на большие расстояния обеспечивают специфические атмосферные процессы, как правило, это западные периферии обширных антициклонов с сопутствующими мезоструйными течениями в нижнем 2-х километровом слое. Приводятся примеры аномального повышения температуры в верхней части пограничного слоя как результат прямого нагрева переносимого аэрозоля. Отмечается, аэрозольные эпизоды за счет дальнего переноса фиксируются в Москве весной и осенью, а эпизоды локального загрязнения после схода снежного покрова – в сухую погоду с апреля по октябрь.

 Для идентификации НМУ применяется разработанный метеорологический показатель рассеивания загрязнения (МПРЗ), основанный на количественной оценке влияния скорости переноса в нижней части атмосферного пограничного слоя, термического перемешивания и осадков. Используя рассчитанные по данным численной модели СOSMO–RuENA6.6 названные параметры выполняется прогнозирование МПРЗ, включающего тип метеоусловий, способствующих накоплению примеси в приземном воздухе. Прогнозирование концентраций РМ₁₀ на территории московского региона в Гидрометцентре России осуществляется в рамках действующей технологии численных расчетов с использованием химических транспортных моделей (ХТМ) CHIMERE и COSMO-RuART с шагом сетки 2 км. Приводятся показатели качества численных прогнозов РМ₁₀ на основе ХТМ. Отмечается, аэрозольные эпизоды городского загрязнения в Москве ХТМ предсказывают удовлетворительно в отличие от эпизодов дальнего переноса как следствие отсутствия в ХТМ-технологии учета нерегулярных эмиссий взвешенных частиц природного происхождения в удаленных регионах, приводятся примеры аэрозольного загрязнения РМ₁₀ в Москве при НМУ и при дальнем переносе, подтверждаемый траекторным анализом.

Исследования проведены в рамках выполнения НИТР 4.9 Плана НИОКР Росгидромета