Результаты измерений СО в приземном слое и в толще атмосферы на ст. Обнинск в 2015 – 2024 гг.

Непосредственное влияние СО на парниковый эффект за счет поглощения солнечного излучения в окне прозрачности атмосферы 3-5 мкм незначительно, однако за счет реакций с радикалом гидроксила окись углерода косвенно влияет на содержание второго по эффективности парникового газа – метана. Это, а также токсичность обуславливают актуальность контроля за содержанием СО в атмосферы.

В докладе рассмотрены методика и результаты измерений СО в приземном слое и толще атмосферы над ст. Обнинск в 2015 – 2025 гг. спектроскопическим комплексом среднего разрешения МР-32. В приземном слое измерения концентрации СО проводятся в пробах воздуха в многоходовой кювете с длиной оптического пути около 30 м. Основные мешающие газы Н₂О и N₂О. Концентрация СО находилась в ходе последовательной итерации – сопоставления измеренного с разрешением 0.12 см^-1 спектра в спектральных интервалах 2164-2181 и 2144.5-2149 см^-1 и расчетов по HITRAN-2020.

Общее содержание СО в толще атмосферы определялось в спектральных интервалах 2155-2160 и 2126-2132 см^-1, где основными мешающими газами являются N₂O, H₂O и O₃. Обратная задача определения СО в столбе атмосферы решалась с использованием пакета программ SFIT4. 

Максимальные значения приземной концентрации, наблюдаемые  на ст. Обнинск в зимний период, в течение 2015 – 2024 гг. постепенно уменьшались. Вместе с тем, минимальные величины, характерные для лета, в период 2021 – 2023 гг. выросли примерно на 20 ppb, что обусловило в целом за весь период наблюдений положительный, но незначимый тренд.

Результаты измерений прибором МР-32 сопоставлены со спутниковыми измерениями общего содержания и вертикальных профилей окиси углерода орбитальными комплексами MOPITT и AIRS. Спутниковые данные усреднялись относительно ст. Обнинск по пространству в области 34°×38° Е и  53°×57  N. 

Средние приземные концентрации СО за период с 2015 по 2024 гг. по данным МР-32 и AIRS (слой 925 – 1000 гПа ) равны 158 ± 47 ppb и 136 ± 22 ppb.

Измерения общего содержания СО прибором МР-32 хорошо согласуются со спутниковыми данными MOPITT c R²=0.8. Средние значения ОС_СО в пределах погрешности совпадают и равны (2.1 ± 0.2) 10¹⁸ молек/см², при этом небольшие тренды незначимы. 

Тренды объемных концентраций хСО и спектральный состав колебаний по данным AIRS и MOPITT с высотой значительно меняются. На высотах 200 – 300 гПа фаза максимума годовой гармоники сдвигается с февраля-марта на август. Следует отметить  значительный рост хСО на уровнях 50–300 гПа в летний период в 2021 – 2024 гг. Если для поверхностей 925 и 1000 гПа тренды AIRSотрицательны (-1.3 и -1.8 ppb/год), то на поверхностях 50 – 200 гПа тренды хСО за 2015-2024 гг. положительны (от 0.08 до 0.35 ppb/год). Смена знака тренда происходит вблизи 200 – 300 гПа. 

Ключевые слова: окись углерода СО, приземные концентрации, общее содержание,  высотные профили, спектральный и вейвлетный анализ, спутниковая информация