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!

    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 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
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 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»