Обеспечение сопоставимости данных наблюдений за атмосферной концентрацией парниковых газов на российских станциях мониторинга

В докладе представлены результаты наблюдений за атмосферной концентрацией СО₂ и СН₄ на некоторых станциях Росгидромета, расположенных в том числе в арктической зоне РФ. Обсуждаются современные возможности обеспечения сопоставимости данных наблюдений и вопрос создания локальной национальной шкалы молярных долей парниковых газов. Представлены результаты международных межлабораторных сличений по парниковым газам.

При решении задач по оценке баланса парниковых газов (ПГ) в атмосфере на основе данных наблюдений за концентрацией ПГ, выполняемых на различных станциях, принципиально важным является обеспечение сопоставимости таких данных. Так, в рамках программы Всемирной метеорологической организации «Глобальная служб атмосферы» (ГСА ВМО) перед наблюдениям за СО₂ и СН₄ установлены целевые показатели сетевой сопоставимости величиной 0,1 млн^-1 и 2 млрд^-1, что составляет около 0,025% и 0,1% от среднеглобального уровня содержания СО₂ (~400 млн^-1) и СН₄ (~2000 млрд^-1) в атмосфере соответственно. Достижение таких высоких показателей сопоставимости на сети станций ГСА стало возможным благодаря шкале ВМО, создание которой было обусловлено отсутствием национальных газовых эталонов, способных обеспечить требуемый уровень сопоставимости. В Российской Федерации по программе ГСА ВМО работает только Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова (Росгидромет), тогда как мониторингом ПГ занимается большее количество научных организаций. Такое положение дел во многом обусловлено трудностями, связанными с закупкой и доставкой газовых эталонов из Центральной калибровочной лаборатории ВМО, расположенной в г. Боулдер (США).

В рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» (ЕНСМ КАВ) планируется увеличение количества наблюдений за атмосферной концентрацией основных парниковых газов (СО₂, СН₄ и N₂O) и интеграция системы мониторинга в новую программу ВМО «Глобальная служба наблюдений за парниковыми газами». Поскольку перед ЕСНМ КАВ стоит задача обеспечения сопоставимости данных наблюдений как внутри страны, так и на глобальном уровне, то потребность в стандартах ВМО возрастает.

Проблема распространения шкалы ВМО через национальные институты стандартизации в последнее время приобрела глобальный характер. Решение данного вопроса прорабатывается совместно Международным бюро мер и весов и ВМО. В Российской Федерации запланирована работа по созданию локальной национальной шкалы молярных долей парниковых газов сопоставимой со шкалой ВМО. Такая работа планируется в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в рамках совершенствования государственного первичного эталона единиц молярной доли, массовой доли и массовой концентрации компонентов в газовых и газоконденсатных средах ГЭТ 154-2019 в части расширения (парниковые газы) и обеспечения сопоставимости со шкалой ВМО на уровне государственного первичного эталона.

Локальная Национальная  шкала будет реализована посредством двух наборов первичных эталонных газовых смесей (далее - ПЭГС) в баллонах под давлением объемом 40 дм³. Каждый набор будет состоять из девяти ПЭГС в диапазоне молярных долей диоксида углерода от 380 до 800 млн^-1. Два набора изготавливаются для контроля долговременной стабильности ПЭГС. 

В докладе обсуждается приготовление, исследование стабильности ПЭГС, а также сравнение с газовыми смесями, приготовленными в рамках CCQM K120.