Динамика концентрации атмосферного диоксида углерода над среднетаежными экосистемами Приенисейской Сибири (по данным измерений на обсерватории “ZOTTO”)

Тимохина, Анастасия Владимировна

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………… 4
ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИССЛЕДОВАНОСТИ СОСТОЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ……………………………………………………………………………… 9
1.1. Диоксид углерода атмосферы ……………………………………………………………….. 9
1.2. Причины роста концентрации СО2 в атмосфере …………………………………… 12
1.3. Роль бореальных лесов в динамике концентрации СО2 ………………………… 16
1.4. Измерения концентрации СО2 на высотных мачтах ……………………………… 18
1.5. Наблюдения за концентрацией СО2 на территории РФ ………………………… 21
1.6. Международная обсерватория “ZOTTO” ……………………………………………… 23
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ, СИСТЕМЫ
ИЗМЕРЕНИЙ И МЕТОДА АНАЛИЗА КОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНОГО
СО2 ……………………………………………………………………………………………………………… 26
2.1. Характеристика района исследования ……………………………………………………. 26
2.1.1. Геоморфологическое описание……………………………………………………………. 26
2.1.2. Климат ……………………………………………………………………………………………….. 28
2.1.3. Растительные условия…………………………………………………………………………. 32
2.2. Системы измерения концентрации атмосферного СО2 и метеорологических
параметров ………………………………………………………………………………………………….. 32
2.2.1. Метеорологическое оборудование ………………………………………………………. 33
2.2.2. Газоаналитический комплекс EnviroSense 3000i ………………………………….. 35
2.2.2.1. Система подачи воздуха …………………………………………………………………… 35
2.2.2.2. Принцип функционирования газоанализатора EnviroSense 3000i ………. 39
2.2.2.4. Коррекция первичных измерений концентрации СО2 ……………………….. 40
2.2.2.5. Система регистрации измерений концентрации СО2…………………………. 41
2.2.3. Система отбора проб воздуха в стеклянные емкости …………………………… 42
2.3. Методы анализа концентрации атмосферного СО2…………………………………. 43
2.3.1. Определение временного ряда …………………………………………………………….. 43
2.3.2. Разложение временного ряда концентрации атмосферного СО2 …………… 49
ГЛАВА 3. ВЫЯВЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
(ФУТПРИНТА), ОКАЗЫВАЮЩЕЙ ВЛИЯНИЕ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ СО2,
ИЗМЕРЯЕМУЮ НА ВЫСОТНОЙ МАЧТЕ ОБСЕРВАТОРИИ “ZOTTO” …….. 54
3.1. Описание стохастической транспортной модели STILT …………………………. 55
3.2. Сезонный футпринт ………………………………………………………………………………. 57
3.3. Заключение к главе 3 …………………………………………………………………………….. 65
ГЛАВА 4. СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНОГО
СО2 ……………………………………………………………………………………………………………… 67
4.1. Вертикальное распределение концентрации СО2 ……………………………………. 67
4.2. Оценка суммарной эмиссии СО2 из наземных экосистем ……………………….. 76
4.3. Заключение к главе 4 …………………………………………………………………………….. 90
ГЛАВА 5. ГОДОВАЯ ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИИ ………………………………. 92
АТМОСФЕРНОГО СО2 ……………………………………………………………………………….. 92
5.1. Количественная характеристика годовой динамики концентрации
атмосферного СО2 ……………………………………………………………………………………….. 94
5.2. Межгодовая изменчивость годового хода концентрации атмосферного СО2
………………………………………………………………………………………………………………….. 110
5.3. Особенности годовой динамика концентраций СО2 над среднетаежными
экосистемами Приенисейской Сибири по сравнению с Северной Атлантикой и
бореальным поясом Северной Америки ……………………………………………………… 115
5.4. Заключение к главе 5 …………………………………………………………………………… 120
ГЛАВА 6. РОСТ КОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНОГО СО2 НАД
СРЕДНЕТАЕЖНЫМИ ЭКОСИСТЕМАМИ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ СИБИРИ .. 122
6.1. Среднемноголетняя тенденция увеличения концентрации СО2 …………….. 122
6.2. Межгодовая вариабельность скорости роста концентрации СО2 …………… 131
6.3. Заключение к главе 6 …………………………………………………………………………… 136
ВЫВОДЫ ………………………………………………………………………………………………….. 138
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ ……………………………………………………………………… 140
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………… 141

Актуальность темы. Диоксид углерода является основным
углеродсодержащим парниковым газом (ПГ) атмосферы, чье содержание
неуклонно растет с начала промышленной революции (Keeling et al., 1976; Joos
and Spahni, 2008; Prather et al., 2012; Graven et al., 2013). За последние 60 лет
инструментального наблюдения концентрация СО2 увеличилась более чем на
25%, достигнув в 2015 году критической отметки в 400.83 млн -1 (Betts et al.,
2016; Бюллетень ВМО № 10, 2016). За последние 10 лет скорость роста СО 2 в
среднем составила 2.28 млн-1 в год, а отдельно в 2016 году был зафиксирован
новый абсолютный рекорд – 3.36 млн-1 (Dlugokencky and Tans, 2017). Научное
сообщество предполагает, что именно угрожающе быстрое поступление
диоксида углерода в атмосферу стало главной причиной глобального
потепления климата планеты на 0.85º С относительно доиндустриального
периода (Hartmann et al., 2013). Вместе с тем одновременный рост температуры
воздуха и концентрации СО2 могут существенно изменить силу природных
стоков и источников атмосферного углерода. Понимание этого факта вызвало
огромный интерес ученых и политиков разных стран к наблюдению за
содержанием СО2 в атмосфере.
Сибирские экосистемы, которые занимают более 40% бореального пояса
(Лесные экосистемы …, 2002; Schulze et al., 2002; Svidenko, 2011), в отдельные
годы функционируют как самый мощный поглотитель атмосферного СО2 среди
лесов всего биома (Pan et al., 2011). При этом эти биогеоценозы являются
наиболее уязвимыми в контексте наблюдаемого потепления климата (Hartmann
et al., 2013), поскольку рост температуры воздуха усиливает гетеротрофное
дыхание и эмиссию СО2 из почвы (Piao et al. 2008; Schuurr et al., 2015).
Дополнительное поступления СО2 может уравновесить сток атмосферного СО2
с его источниками, поэтому необходимы длительные исследования в этом
регионе.
В последние 20 лет было реализовано несколько исследовательских
программ в рамках различных научных проектов, направленных на изучение
углеродного бюджета наземных биогеоценозов Сибири и мониторинг
концентрации СО2 в атмосфере (Лесные экосистемы …, 2002; Lloyd et al., 2002;
Аршинов и др., 2009; Sasakawa et al., 2013). Тем не менее, в большей части из
них не удалось получить многолетние непрерывные систематические
измерения концентраций ПГ, за исключением некоторых станций региональной
сети “JR-STATION” (Аршинов и др., 2009; Аршинов и др., 2012; Sasakawa et al.,
2013). При этом именно продолжительные частые наблюдения высокого
разрешения за содержанием СО2 в Сибири позволяют повысить точность
математических расчетов и определить сток атмосферного СО2 и его
изменчивость (Saeki et al., 2013; Kim et al., 2017). С целью длительного
мониторинга атмосферы над центральной частью Сибири в 2006 году вступила
в действие международная обсерватория Zotino Tall Tower Observatory
(“ZOTTO”), где градиентные измерения концентрации СО2 осуществляется с
помощью 301-м мачты.
Для Сибири, как и России в целом, плохо представлена количественная
характеристика временной динамики концентрации СО2 и скорости ее роста,
что определило актуальность данной работы.
Цель работы заключалась в выявлении особенностей изменчивости
концентрации атмосферного СО2 на различных временных масштабах над

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Экологическая дифференциация и антропогенная трансформация флористических комплексов на бореальном экотоне Нижегородского Правобережья
    📅 2022год
    🏢 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
    Экологические особенности формирования растительности в зоне влияния карьеров горно-обогатительных комбинатов Южного Урала
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
    Извлечение ионов тяжелых металлов из аэробно стабилизированных осадков и осадков иловых площадок биологических очистных сооружений
    📅 2021год
    🏢 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»