автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка методического и программно-технического обеспечения для контроля содержания примесей в приземном слое атмосферы региона оз. Байкал и аридных территорий Монголии

На правах рукописи

Аюржанаев Александр Андреевич

Разработка методического и программно-технического обеспечения для контроля содержания примесей в приземном слое атмосферы региона оз. Байкал и аридных территорий Монголии

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 СЕН 2011

Барнаул - 2011

4852582

4852582

Работа выполнена в Отделе физических проблем Учреждения Российской академии наук Бурятского научного центра Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

кандидат физико-математических наук, доцент Заяханов Александр Савельевич

доктор физико-математических наук, профессор

Суторихин Игорь Анатольевич

доктор технических наук, профессор Еськов Александр Васильевич

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт оптики атмосферы СО РАН, г. Томск

Защита диссертации состоится "21" сентября 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.212.004.06 в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46. e-mail: krivobok@ab.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета.

Автореферат разослан 46 " ¿г £иг- о-7с/ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

Кривобоков Д.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Изучение состава атмосферы, ее глобального изменения, влияния на климат и среду обитания человека относятся к числу приоритетных направлений исследований последних десятилетий. Неуклонный рост парниковых газов в атмосфере влечет глобальное изменение климата и воздействует на геосферно-биосферные процессы. Воздействия малых газовых примесей, таких как приземный озон, оксиды азота, диоксид серы и углекислый газ на природную среду имеют как глобальный, так и региональный масштаб.

Несмотря на то, что исследования малых газовых примесей ведутся по разным направлениям, имеется много требующих решения проблем. Одной из актуальных задач в настоящее время является выявление особенностей механизмов образования, трансформации и переноса озона и газов-предшественников в различных природно-климатических условиях, особенно в тех регионах, где такие исследования ранее не проводились. К таким регионам относятся обширные аридные территории Монголии, где отсутствует сеть мониторинговых станций и регион оз. Байкал, который еще недостаточно изучен в отношении техногенного загрязнения.

Исследования механизмов формирования и переноса атмосферных примесей в двух контрастных по климатическим характеристикам регионах влажного климата оз. Байкал и сухого климата пустыни Гоби Монголии требует комплексного подхода, учитывающего их взаимное влияние на процессы формирования и распределения аэрозольно-газовых компонентов. В этой связи экологическая оценка атмосферы, основанная на новых методах комплексных экспериментальных исследований содержания атмосферных примесей в различных природно-климатических территориях, является актуальной проблемой. Подобные исследования требуют привлечения современных средств дистанционного и локального контроля, результатом работы которых является огромный массив данных, треб)тощий разработки программного обеспечения систематизации и обработки данных, что также является актуальной задачей.

Целью работы является разработка аппаратно-программного комплекса для контроля содержания аэрозольных, газовых компонент, метеорологических и турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы. На основе экспериментальных измерений разработать мето-

дические рекомендации для контроля содержания атмосферных примесей в приземном слое атмосферы региона оз. Байкал и аридных территорий Монголии.

В соответствии с целью работы были поставлены и решены следующие задачи:

- разработка аппаратно-программного комплекса регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, объединяющего в единую базу данных результаты измерений концентрации аэрозольных, газовых примесей, метеорологических, турбулентных характеристик атмосферы;

- разработка методик градиентных измерений содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа;

- организация и проведение измерений концентрации приземного озона, оксидов азота и метеорологических параметров в приземном и приводном слое атмосферы оз. Байкал, в аридных территориях Монголии;

- выявление основных факторов, влияющих на изменчивость озона и других малых газовых примесей, аэрозоля в различных природно-климатических условиях.

Научную новизну характеризуют следующие полученные результаты:

1. Разработан аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, объединяющий в единую базу данных результаты измерений концентрации аэрозольных, газовых примесей, метеорологических, турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы, который способен осуществлять контроль содержания аэрозольно-газовых примесей природного и антропогенного происхождения;

2. Разработана методика контроля содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа;

3. Впервые получены данные о пространственных и временных вариациях приземного озона, диоксида азота и углекислого газа в атмосфере аридных и полуаридных территорий Монголии;

4. Впервые исследованы суточные вариации распределения субмикронных аэрозольных частиц по размерам в приземном слое атмосферы в аридных районах Монголии и в регионе оз. Байкал.

Достоверность полученных результатов обеспечена проведением контроля качества анализов в рамках аккредитаций аналитической лаборатории (Аттестат аккредитации лаборатории № РОСС

RU.0001.512069) на техническую компетентность и независимость в организации и обеспечении достоверности измерений в области мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды и соответствия требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 (международного стандарта ИСО/МЭК 17025:2005) в Системе аккредитации Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии, ежегодной поверкой газоаналитического оборудования в НПО «Тайфун» (г. Обнинск), в ЗАО «ОПТЭК» (г. С-Петербург). Для контроля погрешности измерений проводилась регулярная калибровка газоанализаторов с использованием стандартных поверочно-газовых смесей (ООО «Мониторинг», СПб), калибратора озона, окислов азота и диоксида серы (мод. 8500 ML, США) с использованием аттестованных источников микропотоков HM-S02, MM-N02 (ООО «Аналитприбор», г. Смоленск) и генератора газовых смесей 665 гр 03М.

Достоверность полученных результатов обеспечивается высокой статистической надежностью полученных оценок, основанных на большом объеме исходных данных. Полученные в работе экспериментальные результаты находятся в согласии с данными независимых исследований, опубликованными ранее другими авторами.

Практическая значимость. Апробированный аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных и сформированная в результате исследований количественного и качественного состава атмосферы база данных позволяет обеспечить оперативный контроль состояния и прогноза изменений природных сред, процессов и явлений.

Основная часть исследований по теме диссертации имела целевую практическую направленность и выполнялась в рамках следующих проектов и программ: РФФИ № 05-05-97240, № 08-05-98007; проект СО РАН № II.8.3.7; интеграционный проект СО РАН № 13 Программы Президиума РАН № 4; комплексный интеграционный проект СО РАН № 75; заказной интеграционный проект СО РАН № 8.

Материалы работы используются в Государственной программе Росгидромета «Организация регулярных наблюдений за содержанием приземного озона в Байкальском регионе» (Поручение Правительства РФ № ХВ-П9-21167 от 08.12.2001 г.) и в программе Управления Рос-потребнадзора по Республике Бурятия «Оценка риска здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха».

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на III и IV Международных школах молодых

ученых и специалистов "Физика окружающей среды" (Томск, 2002, 2004); X, XIV, XVI Joint International Symposium "Atmospheric and Ocean optics. Atmosphere physics" (Томск, 2003; Максимиха, 2007; Томск, 2009); X-XVII Рабочих группах "Аэрозоли Сибири" (Томск, 2003-2010); Международной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006); International Conference "Science for watershed conservation: multidisciplinary approaches for natural resource management" (Ulan-Ude - Ulan-Bator, 2004); The First International Symposium on Terrestrial and Climate Change in Mongolia (Ulaanbaatar, Mongolia, 2005); The Fourth Veresh-chagin Baikal Conference (Irkutsk, 2005); The Second International Workshop on Central and Northern Asia Environment and Desertification (Ulan-Ude-Istomino-Boyarsk, 2009); Workshop "Climate change in Eastern region of Mongolia" (Sainshand, Mongolia, 2009); Workshop "Climate change in Eastern region of Mongolia" (Underkhaan, Mongolia, 2010); The Fifth Vereshchagin Baikal International Conference (Irkutsk, 2010).

На защиту выносятся:

1. Аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки данных количественного и качественного состава атмосферы, являющийся эффективным инструментом контроля содержания аэрозольно-газовых примесей природного и антропогенного происхождения.

2. Методика контроля содержания приземного озона и изменчивости динамических характеристик атмосферы в условиях неоднородного рельефа.

3. Результаты экспериментальных исследований концентрации аэрозольно-газовых примесей в атмосфере Байкальского региона и аридных территорий Монголии.

Публикации. Автор имеет 59 публикаций. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК России, свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, свидетельство об официальной регистрации базы данных.

Личный вклад диссертанта заключался в разработке аппаратно-программного комплекса, методик контроля содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа. Автор принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях. Анализ и интерпретация данных, подготовка публикаций выполнялись совместно с соавторами.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения; изложена на 145 страницах, включая 48 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 114 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризована новизна и практическая значимость полученных в ходе выполнения диссертационной работы результатов, приведены основные защищаемые положения.

В первой главе приводится краткий обзор работ по исследованию содержания парниковых газов, аэрозоля, в континентальных районах и их влияния на климатические изменения, а также рассмотрены современные методы, приборы, интегрированные автоматизированные системы для исследования малых газовых примесей и аэрозоля в атмосфере.

Представлен обзор литературных данных о современном состоянии исследований количественного и качественного состава атмосферы оз. Байкал и аридных территорий Монголии. Сложный характер взаимодействия приземного озона с другими компонентами атмосферы, метеорологическими, радиационными характеристиками, неодно-родностями рельефа, типом постилающей поверхности требует постановки специальных экспериментов, позволяющих оценить вклад отдельных факторов в формирование пространственно-временной структуры газовых компонент. Проведение таких экспериментов требует разработки новых методик наблюдения за содержанием газовых компонент, в том числе и аэрозоля, включая синхронные «многоточечные» измерения в разных пунктах, отличающихся особыми условиями, влияющими на их вариации. Одновременные наблюдения в разнесенных пунктах на основе градиентных измерений позволяют получить более полные данные о пространственно-временных изменениях газовых компонент с целью выявления механизмов, определяющих их изменчивость.

На основе обзора существующих автоматизированных систем контроля атмосферных примесей отмечена их узкая целевая направленность. Данные системы применяются для мониторинга климатических изменений или для измерения уровней загрязнения атмосферы промышленных и природных объектов, в научных целях. Поэтому акту-

альной задачей является создание гибкой автоматизированной системы, позволяющей вкупе решать вышеперечисленные задачи. Подобная система, генерирующая большой объем информации, нуждается в разработке программного обеспечения, способного объединять и обрабатывать разнородные данные, что также является важной задачей.

В конце обзорной главы сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе описывается структура аппаратно-программного комплекса регистрации, систематизации и обработки данных исследования аэрозольно-газового состава атмосферы, метеорологических и турбулентных характеристик.

Аппаратно-программный комплекс (АПК) состоит из автоматизированной системы контроля качества воздуха и программного пакета, обрабатывающего данные измерений. Разработанный АПК позволяет контролировать в атмосферном воздухе и в выбросах промышленных предприятий концентрации основных загрязняющих компонентов: приземный озон, оксид и диоксид азота, оксид и диоксид углерода, диоксид серы, взвешенные частицы-аэрозоли. Для контроля фоновых и экстремальных природных феноменов, таких как лесные пожары, пыльные бури, извержения вулканов, влияющих на содержание аэрозольных примесей, в состав автоматизированной системы контроля качества воздуха включены солнечный фотометр и комбинированный спектрометр аэрозолей.

Приборное оборудование автоматизированной системы контроля качества воздуха функционально разделяется на 4 группы и состоит из:

1. газоаналитического оборудования - газоанализаторы 03, N0, N02, СО, С02, S02 в атмосферном воздухе и многокомпонентный газоанализатор N0, NO2, СО, С02, S02,02 в промышленных выбросах;

2. метеорологического обеспечения - автономные ультразвуковые метеокомплексы АМК в стационарном, переносном и двухуровневом исполнениях;

3. аэрозольного оборудования - комбинированный спектрометр аэрозолей (диффузионный спектрометр аэрозолей ДСА и счетчик аэрозольных частиц ПК.ГТА-0,3-002), высокообъемные пробоотборники взвешенных частиц TSP и РМ10;

4. фотометрической установки - солнечный фотометр SP7 с метеорологическими датчиками.

Результатом работы автоматизированной системы контроля качества воздуха является массив файлов различной структуры и содержания. Ультразвуковой комплекс АМК генерирует файлы четырех типов, которые содержат усредненные и мгновенные значения метеорологи-

ческих величин, их статистические характеристики, а также определяемые параметры турбулентности. Выходные данные программного обеспечения аэрозольного оборудования включают информацию о средних диаметрах субмикронных частиц, их общее содержание и распределение концентраций по размерам. Солнечный фотометр SP7 на основании измерений приходящей солнечной радиации в различных участках спектра восстанавливает характеристики прозрачности атмосферы и записывает их в файлы, включающие также метеорологическую информацию. Универсальное программное обеспечение газоанализаторов фирмы «ОПТЭК» (г. Санкт-Петербург) обрабатывает и выводит в файл сигналы встроенных АЦП. Выходной файл программы является текстовым и содержит дату, время и результаты измерений концентраций газа. Также в файл выводится информация о результатах периодической внутренней калибровки прибора. В режиме непрерывного мониторинга аппаратно-программный комплекс записывает более

150000 файлов в год.

Для систематизации и обработки данных измерений состава и свойств атмосферы разработан программный пакет, который позволяет объединить в единый массив или базу данных результаты исследований, а также рассчитать их статистические характеристики. Реализация программного пакета осуществлялась с использованием среды разработки Delphi, позволяющей создавать приложения различной степени сложности с поддержкой баз данных. Разработанный программный продукт представляет собой стандартное Windows-приложение с характерными элементами управления. На рис. 1 представлена структурная схема связей в программном пакете.

Рисунок 1 - Структурная схема связей в программном пакете

Программный пакет состоит из шести подпрограмм:

1. Подпрограмма «Метеостанция АМК». Выбирает из массива файлов, содержащих статистические отчетные данные, определяемые пользователем метеорологические и турбулентные параметры.

2. Подпрограмма «Газоаналитика». Записывает данные газоанализаторов атмосферного воздуха и выбросов загрязняющих веществ предприятий. Определяемые параметры техногенных выбросов передаются и используются в разработанной программе расчета распространения атмосферных примесей от антропогенных источников (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2007610935).

3. Подпрограмма «Фотометр 8Р7». Производит выборку и усреднение аэрозольной оптической толщи на разных длинах волн и общего влагосодержания, определяемых солнечным фотометром 8Р7. Определяет статистические параметры рядов за указанный период времени.

4. Подпрограмма «Спектрометр ДСА». Производит выборку и усреднение общей счетной концентрации и распределения аэрозольных частиц по размерам в диапазоне 1,6-200 нм и 300-1000 нм. Определяет статистические параметры рядов за указанный период времени.

5. Подпрограмма «Синхронизация». Использует выходные данные подпрограмм «Метеостанция АМК», «Газоаналитика», «Фотометр БР7», «Спектрометр ДСА» и записывает их в единый текстовый файл. Подпрограмма совмещает данные в общую строку по признаку равенства даты и времени.

6. Подпрограмма «База данных». Предназначена для записи в таблицу БД синхронизированных данных, являющихся итогом работы подпрограммы «Синхронизация». Имеется функция восстановления базы данных, опционально поставляемой с ультразвуковой метеорологической станцией АМК и процедура записи в базу данных параметров выбросов промышленных предприятий.

Подпрограммы «Метеостанция АМК», «Газоаналитика», «Фотометр БР7» и «Спектрометр ДСА» содержат процедуры для вычисления статистических характеристик временных рядов: среднее, минимальное и максимальное значения, дисперсия, коэффициенты ассиметрии и эксцесса.

Разработанный программный пакет имеет удобный и понятный интерфейс, что делает возможным его эксплуатацию неподготовленным пользователям.

Созданный аппаратно-программный комплекс предназначен для контроля выбросов промышленных предприятий и содержания атмосферных загрязняющих веществ на стационарном пункте, при проведении маршрутных и подфакельных наблюдений, а также для автоматизации процессов измерений, сбора, хранения и обработки получаемой информации. Кроме того, комплекс может применяться для научных исследований атмосферы природных сред, процессов и явлений.

В зависимости от задач, для которых используется аппаратно-программный комплекс, целесообразно применять следующие методические рекомендации по режиму измерений. Для определения разовых и среднесуточных концентраций при обследовании загрязненности атмосферного воздуха в населенных пунктах в стационарном режиме измерения должны проводиться с 20-30 минутным отбором проб в 01, 07, 13 и 19 часов местного времени. При эпизодическом и оперативном контроле загрязнения атмосферы АПК применяется при маршрутных и подфакельных исследованиях на передвижном посте. Выбор места обследования, время и отбор проб осуществляется согласно Руководящего документа 52.04.186-89.

При исследовании состава приземной атмосферы аридных территорий Монголии выявлено, что содержание аэрозоля при отсутствии явлений пыльных бурь в этом регионе низкое. Средняя счетная концентрация субмикронного аэрозоля, измеренная в ходе^ полевых работ на ст. Сайншанд (пустыня Гоби), составила 4500/см и в два раза меньше концентрации в континентальных районах, удаленных от антропогенных источников. По нефелометрическим данным (www-lidar.nies.go.jp) среднесуточная массовая концентрация дисперсных частиц, диаметром менее 10 мкм (РМ10), на ст. Сайншанд равна 11 мкг/м3, что составляет 7% от предельно - допустимой концентрации РМ10, рекомендованной ЕРА. Таким образом, для контроля содержания аэрозоля и тяжелых металлов в аэрозольных частицах в атмосфере аридных территорий Монголии целесообразно применять высокообъемный пробоотборник с суточной частотой отбора. Выявленные по экспериментальным исследованиям высокие концентрации озона и диоксида азота на ст. Сайншанд обуславливают необходимость непрерывного контроля их содержания для оперативного оповещения населения о потенциальном риске для здоровья.

Третья глава посвящена описанию методик контроля содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа оз. Байкал. Приведены результаты экспериментальных исследований вариаций атмосферных примесей в Байкальском регионе.

Для выявления пространственно-временной изменчивости малых газовых примесей в Байкальском регионе в течение нескольких лет в летнее время проведены измерения концентраций атмосферных примесей на научном стационаре "Боярский", расположенном на юго-восточном побережье оз. Байкал и на стационарном посту ОФП БНЦ СО РАН в г. Улан-Удэ с использованием разработанного аппаратно-программного комплекса.

По данным многолетних измерений в прибрежной зоне оз. Байкал обнаружено, что содержание озона существенно зависит от температурной стратификации приземного слоя атмосферы. На рис. 2 для примера представлены вариации приземного озона и вертикального градиента температуры в летнее время 2007 г. При температурных инверсиях, которым соответствуют положительные значения вертикального градиента температуры, в вечернее и ночное время содержание озона в атмосфере значительно снижается. Это сопровождается ослаблением скорости и сменой направления ветра, характерной для бризовой циркуляции вокруг озера.

-Концентрация озона

Оэ, мкг/мэ -Локальный градиент температуры дТМ2, "СТ ^

оооооооооооооооооо ороооооооооооооооо

Время, ч:мин (1_Т)

Рисунок 2 - Вариации содержания озона и вертикального градиента температуры в прибрежной зоне оз. Байкал

Для детального изучения влияния термической стратификации атмосферы на содержание приземного озона разработана методика, заключающаяся в градиентных измерениях концентрации озона и динамических характеристик атмосферы с использованием акустических высокочастотных методов, что позволяет исследовать турбулентные потоки малых газовых компонентов атмосферы. С этой целью на вертикальной мачте устанавливаются ультразвуковые метеорологические комплексы АМК, пробоотборные тефлоновые трубки, отходящие от газоанализаторов озона серии 3.02П, прикрепляются к метеорологической

мачте на 2-х уровнях. Синхронные непрерывные измерения малых газовых примесей, температуры воздуха и турбулентных пульсаций скорости ветра по трем ортогональным направлениям проводятся круглосуточно. Предварительно проводится взаимная градуировка метеорологических комплексов и калибровка газоанализаторов озона калибратором модели 8500 Monitor Labs. Применение автоматизированной системы регистрации и обработки данных газовых примесей совместно с измерениями метеорологических величин атмосферы позволило оценить влияние динамических характеристик атмосферы на содержание озона и процессов его осаждения на юго-восточном побережье оз. Байкал.

По данным экспериментальных исследований обнаружена обратная зависимость содержания озона от разности температур на двух уровнях (рис. 3). Развитие термической инверсии происходит на фоне уменьшения притока тепла и совпадает со снижением содержания озона в приземном слое атмосферы в вечернее время.

80 03, мкг/м3 у = -20.28Х + 63,785 R2 = 0,908

60° о

50 ■ а

40 Q-*4^^ О

30 -,-1-г20— -1-Г-1--Г- ft} iJ^a о ДТ, град —1-1--—г-1-1

-0,8-0,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Рисунок 3 - Зависимость концентраций озона и разности температур на высотах 2 и 8 метров в период развития термической инверсии

С использованием разработанной методики градиентных измерений малых газовых составляющих над водной поверхностью проведены измерения содержания Оэ, N0, N02, С02 на высотах 0,5 и 3 метра в приводном слое оз. Байкал. Исследования выявили суточную изменчивость концентрации озона и окислов азота, однако существенного отличия содержания газов на разных уровнях не обнаружено.

На основании экспериментальных исследований локальных особенностей пространственно-временной динамики приземного озона на юго-восточном побережье оз. Байкал разработана методика контроля содержания и сухого осаждения 03 в условиях неоднородного рельефа. Измерения содержания озона, метеорологических и турбулентных параметров в приземном слое атмосферы проводились синхронно и круглосуточно в двух точках, разнесенных на расстоянии 500 м и 50 м по

высоте, расположенных вблизи границы «суша-вода» и в удалении на стационаре «Боярский». Для измерения концентрации озона использовались газоанализаторы серии 3.02П, достоинством которых является адекватное определение содержания 03 при увеличении в атмосферном воздухе количества аэрозольных частиц, при участии которых происходит разрушение газа. В пунктах наблюдения для регистрации метеорологических параметров применялись ультразвуковые метеорологические станции АМК, позволяющие определять турбулентные характеристики атмосферы, от которых значительно зависит изменчивость концентрации озона.

Обнаружено значительное различие содержания приземного озона в ночное и утреннее время в зависимости от разницы температуры воздуха в двух пунктах наблюдений (рис. 4). В утренние часы происходит разрушение температурной инверсии, сопровождающееся усилением турбулентного обмена, содержание приземного озона в точках наблюдения выравнивается.

Время, ч:мин (1Л)

Рисунок 4 - Временной ряд содержания приземного 03 на стационаре «Боярский»

и на берегу оз. Байкал

Характерно, что в тихую погоду концентрация Оз в двух пунктах наблюдения в ночное время может значительно различаться (до 20 мкг/м3) во время температурных инверсий, препятствующих вертикальному переносу субстанции. Полученные данные подтверждают результаты проведенных ранее исследований, когда было обнаружено существенное различие содержания приземного озона в ночное и утреннее время в зависимости от разницы температуры воздуха в местах наблюдений. Установлено, что ночью при инверсионных ситуациях возможны случаи резкого повышения уровня озона вследствие его турбулентного переноса, сопровождающегося усилением флуктуаций температуры и компонент скорости ветра.

Проведена оценка потока сухого осаждения озона на подстилающую поверхность, который определяется по формуле [Wesely M.L., Hicks В.В., 1977]:

F = -V-C,

где С - концентрация приземного озона, V - скорость сухого осаждения.

^ 1 ■

Л, +R. + R,

R1 - аэродинамическое сопротивление потоку примеси, R2 - сопротивление квазиламинарного слоя, прилегающего к поверхности, - сопротивление, обусловленное типом подстилающей поверхности. Параметры R\, R2 и Ri рассчитываются по данным метеорологических наблюдений [Chang W„ Heikes B.G., 2004].

Получено, что скорость сухого осаждения озона в прибрежной зоне в среднем составляет 0,07 см/с, что значительно ниже, чем на стационаре «Боярский», где V= 0,18 см/с. Соответствующие потоки озона равны -0,065 мкг/м2с и -0,16 мкг/м2с. Днем на стационаре «Боярский» скорость сухого осаждения постоянна и снижается с вечера, достигая своих минимальных значений в ночное время. Другая ситуация наблюдается на берегу оз. Байкал: суточный ход Уне выражен и не совпадает с вариациями скорости осаждения в пункте наблюдения, расположенном в удалении от озера. Данное отличие определяется особенностями вариаций метеорологических и турбулентных параметров в пунктах измерений. Ha. рис. 5 представлены графики данных синхронных измерений потока тепла, энергии турбулентности и разности скорости ветра на научном стационаре «Боярский» и на берегу оз. Байкал. В целом термическая стратификация атмосферы в месте наблюдения носит изменчивый характер, обусловленный различием типов подстилающей поверхности и сложным рельефом. Подстилающая поверхность (трава) для стационара, песок и водная поверхность для границы раздела «суша-вода» обуславливает различие вертикального потока тепла (рис. 5а), значения которого в литорали озера в несколько раз меньше, чем на стационаре (500 м от озера) вследствие неравномерности прогрева почвы и воды. Сравнительный анализ значений энергии турбулентности в береговой зоне и в удалении от него показал, что, несмотря на более высокую скорость ветра в прибрежной зоне, значения кинетической энергии флуктуаций ветра меньше, чем на стационаре (рис. 56). Так, вблизи границы раздела «вода-суша» скорость ветра и коэффициент турбулентности во время инверсий в среднем равны 2 м/с и 0,18 м /с. При этом на стационаре эти значения составляли 0,4 м/с и 0,28 м /с, соот-

ветственно, т.е. воздушные потоки в приводном слое носят более ламинарный характер, чем на стационаре, несмотря на более высокую скорость ветра.

—Стационар Береговая зона

2.5 -5

ООООООООООООООООООС"

.........................

Время, ч:мин (1.Т)

а

■ в-'-ОЛ <рО>ГЧ 1Л® О СО (О ^•СЧОООО'-«-*-СМООО

Время, ч:мин (1-Т) б

Рисунок 5 - Временной ход потока тепла (а), энергии турбулентности и разности скорости ветра (б) на научном стационаре «Боярский» и на берегу оз. Байкал

Четвертая глава посвящена результатам многолетних исследований (2005-2010 гг.) пространственно-временного распределения аэро-зольно-газовых примесей в атмосфере аридных и полуаридных территорий Монголии, приводится сравнительный анализ содержания атмосферных примесей, метеорологических и турбулентных характеристик атмосферы Байкальского региона и пустыни Гоби.

Пункты наблюдений в аридных районах Монголии располагались на гидрометеорологических станциях, расположенных в удалении от населенных пунктов. Станция Сайншанд (44°54' с.ш., И0°07' в.д.) расположена в аридной зоне (пустыня Гоби), характеризующейся почти полным отсутствием растительного покрова. Станция Баруун-Урт (46°4Г с.ш., 113°17' в.д.) расположена в полуаридной степной зоне.

---Озон

— • — Диоксид азота

Рисунок 6 - Вариации содержания озона и диоксида азота на ст. Сайншанд, август, 2010 г.

По результатам непрерывных измерений содержания малых газовых примесей обнаружено, что в атмосфере пустыни Гоби наблюдаются значительные вариации концентраций приземного озона и диоксида азота, при этом их уровни сохраняются достаточно высокими. Максимальные среднечасовые концентрации приземного озона достигали значений 196 мкг/м3, диоксида азота 72 мкг/м3 (рис. 6).

Выявлено, что изменения концентрации озона, окислов азота в регионе, где отсутствуют значительные антропогенные и естественные источники и предшественники озона, связаны в основном с процессами переноса воздушных масс. При южном и юго-восточном направлениях ветра отмечен перенос атмосферных примесей в пункт наблюдения с Китая, что также подтверждается проведенными расчетами обратных траекторий движения воздушных масс по модели НУ8РПТ. Рис. 7 иллюстрирует зависимость диоксида азота от направления ветра, наблюдается резкое повышение концентрации диоксида азота при смене направления ветра с северного на южное, т.е. при переносе азотсодержащих веществ со стороны Китая.

—Концентрация диоксида азота Т, ч.мин (И) —Направление ветра

Рисунок 7 - Временной ход концентрации диоксида азота и направления ветра, ст. Сайншанд, 23 июля 2008 г.

В атмосфере пустыни Гоби дополнительным источником приземного озона также служит вертикальный обмен воздушных масс, переносящий 03 из верхних слоев атмосферы. Проведенный анализ фондовых данных радиозондовых измерений вертикального профиля скорости ветра за 3 года на ст. Сайншанд свидетельствует об образовании мощных струйных течений, которые могут приводить к разрыву тропопаузы и переносу стратосферного озона в тропосферу. Данные спут-

никового зондирования (http://acdb-xt.gsfc.nasa.gov) за летние месяцы также подтверждают высокие концентрации тропосферного озона на этих широтах, причем высокие концентрации отмечены именно в зоне субтропического струйного течения, что является следствием, в первую очередь, интенсивного стратосферно-тропосферного обмена.

Выявлено, что содержание приземного озона в атмосфере пустыни Гоби значительно выше, чем в Байкальском регионе. В целом характер суточного хода озона для обоих мест наблюдений совпадает: максимальные значения наблюдаются в дневные часы, минимальные в утренние.

На рис. 8 представлены графики суточной изменчивости полной энергии турбулентности и вертикального потока тепла на станциях Сайншанд, Баруун-Урт и Боярский.

-х- Н_Сайншанд -о- Н_Баруун-Урт -О-

УрТ Лзйг Н_6оярский ^у Чу

=Г 4

§ 3.5

1 3

0 2.5

1 I 1.5 I 0,5 £

-х- Еу_Сайншанд

Еу_Баруун-Урт /^-с/Чз-а, •Еу_Боярский р^

V

А

ОООООООО о о

Время, ч:мин (1Л)

Время, ч:мин (1Т)

а б

Рисунок 8 - Суточные вариации полной энергии турбулентности (а) и вертикального потока тепла (б) на ст. Сайншанд, Баруун-Урт и Боярский

Отмечено, что интенсивность турбулентных движений (рис. 8а) днем в аридных и полуаридных территориях в несколько раз больше, чем в атмосфере влажного климата оз. Байкал. Содержание приземного озона существенно зависит от динамики высоты слоя перемешивания, который характеризуется интенсивностью турбулентных движений. Развитая турбулентность аридного климата вызвана, в первую очередь, конвекцией, способствующей росту кинетической энергии пульсаци-онных движений. Как видно из рис. 86 вертикальный поток тепла, характеризующий конвективные потоки, в пустыне Гоби в дневное время выше в 2-3 раза, чем на Байкале.

Экспериментальные исследования взвешенных в атмосфере частиц выявили, что значения счетных концентраций аэрозоля, измеренных в атмосфере аридных территорий Центральной Азии, соответствуют континентальному типу распределения частиц, в целом же максимальная среднесуточная концентрация аэрозольных частиц не превышала 7,5*103 см'3. Анализ функции распределения субмикронного аэрозоля

по их диаметрам с1 выявил, что вариации содержания частиц нуклеаци-онной моды (с!<0,01 мкм) выражены значительно больше, чем частиц моды Айткена (с!<0,1 мкм). Сравнение среднесуточных общих концентраций субмикронного аэрозоля на станциях Сайншанд и Боярский в летнее время выявило, что содержание аэрозоля в атмосфере пустыни Гоби меньше, чем на Байкале, где его значение составило 19*103 см'3. Уровень же среднесуточных концентраций аэрозоля антропогенного происхождения в атмосфере г. Улан-Удэ превысил 105 частиц/см3.

В Приложении приведены копии аттестата аккредитации аналитической лаборатории, свидетельств Роспатента и фрагмент листинга программного пакета систематизации и обработки данных автоматизированной системы контроля качества воздуха.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан и апробирован аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, позволяющий автоматизировать процесс измерений и являющийся эффективным инструментом формирования базы данных концентраций аэрозольных и газовых примесей, метеорологических и турбулентных характеристик атмосферы, который способен осуществлять контроль содержания аэрозольно-газовых примесей природного и антропогенного происхождения.

2. Разработана методика контроля содержания озона в приземном слое атмосферы, позволяющая определять концентрации 03 в зависимости от температурной стратификации и в условиях неоднородного рельефа. На основании экспериментальных исследований аэрозольно-газового состава атмосферы Байкальского региона и аридных территорий Монголии разработаны методические рекомендации по режиму работы аппаратно-программного комплекса.

3. Оценены потоки и скорости сухого осаждения озона в зависимости от типа подстилающей поверхности. На границе «вода-атмосфера» оз. Байкал поток и скорость сухого осаждения равны -0,065 мкг/м2с и 0,07 см/с, в прибрежной зоне составляют -0,16 мкг/м2с и 0,18 см/с, соответственно.

4. Обнаружено высокое содержание озона в атмосфере аридных территорий Монголии. Выявлено, что повышенные концентрации определяются присутствием фотохимически активных компонентов, таких как окислы азота; высокой повторяемостью струйных течений,

приводящей к разрыву тропопаузы и переносу стратосферного озона в тропосферу; развитой турбулентностью, что приводит к выравниванию вертикального профиля озона в пределах слоя перемешивания и увеличению приземной концентрации озона.

Присутствие высокого содержания окислов азота в пробах воздуха в атмосфере пустыни Гоби, удаленной от крупных антропогенных источников на значительные расстояния, свидетельствует о региональном переносе загрязняющих веществ из промышленных центров Китая.

5. Получены распределения субмикронных аэрозольных частиц по размерам в атмосфере Байкальского региона и пустыни Гоби. Выявлено, что счетная концентрация субмикронного аэрозоля в аридной зоне Монголии соответствует фоновым значениям и существенно меньше, чем на оз. Байкал.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Аюржанаев, А.А. Экспериментальные исследования малых газовых составляющих атмосферы аридных и полуаридных территорий Монголии / Г.С. Жамсуева, А.С. Заяханов, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев, Д. Аззаяа, Д. Оюнчимег // Оптика атмосферы и океана. - 2008. - Т. 21. - №3. - С. 273-277.

2. Ayurzhanaev, A.A. Assessment of small gaseous impurities in atmosphère of arid and semi-arid territories of Mongolia / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, V.V. Tsydy-pov, A.A. Ayurzhanaev, D. Azzaya, D. Oyunchimeg // Atmospheric Environment. -2008. - V. 42. - Issue 3. - P. 582-587.

3. Аюржанаев, A.A. Автоматизированная система контроля загрязнения атмосферы / А.С. Заяханов, Г.С. Жамсуева, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев // Измерительная техника. - 2008. - № 12. - С. 52-56.

4. Программный комплекс расчета полей концентраций атмосферных примесей от различных источников выбросов: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2007610935, Рос. Федерация, заявка №2006613795 / Аюржанаев А.А., Заяханов А.С., Цыдыпов В.В., Жамсуева Г.С.; правообладатель БНЦ СО РАН; дата поступл: 10.11.2006; дата регистрации: 28.02.2007.

5. База данных концентраций приземного озона в атмосфере г. Улан-Удэ: Свидетельство о государственной регистрации базы данных 2008620238, Рос. Федерация, заявка №2008620129 / Заяханов А.С., Жамсуева Г.С., Цыдыпов В.В., Аюржанаев А.А.; правообладатель БНЦ СО РАН; дата поступл: 04.05.2008; дата регистрации: 18.06.2008.

6. Ayurzhanaev, A.A. Particularities of circulation and the analysis of dust storm in sharp-continental climate conditions of Mongolia / A.L. Dementeva, G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev // Proc. of SPIE. - 2008. - Vol. 6936, 69360Z. -doi: 10.1117/12.783350.

7. Ayurzhanaev, A.A. Results of investigations of small gaseous impurities in the atmosphere in the Gobi of Mongolia / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, D. Azzaya, D. Oyunchimeg, B.Z. Tsydypov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev // Papers in Meteorology and Hydrology. - 2005. - №27/5. - P. 86-90.

8. Аюржанаев, A.A. Монгол орны Говийн бусэд Орос-Монголын хамтран хий-сэн бага хольцтой хийн судалгааны ур дунгээс / Г.С. Жамсуева, А.С. Заяханов, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев, Д. Аззаяа, Д. Оюнчимег // Papers in Meteorology and Hydrology - 2009. -№ 30. - P. 130-136.

9. Аюржанаев, A.A. Программный комплекс расчета распространения атмосферных загрязнений / В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев // Сб. статей IV межд. школы молодых ученых и специалистов "Физика окружающей среды". Томск, 27 июня-3 июля 2004 г. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2004. - С. 75-78.

10. Аюржанаев, А.А. Комплексные исследования С02 на Байкале в зимний период / Д.А. Пестунов В.М. Домышева, М.В. Сакирко, А.А. Аюржанаев, В.В. Цыдыпов, А.С. Заяханов, Г.С. Жамсуева, Б.Д. Белан, В.П. Мамышев, С.Л. Одинцов, М.В. Панченко // Тез. докл. IV Верещагинская междунар. Байкальская конф. Иркутск, 26 сент. - 1 окт. 2005 г. -Иркутск: Изд-во ООО «Аспринт», 2005. - С. 152-153.

11 Ayurzhanaev, А.А. Study of trace gases in the Govi region of Mongolia / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, B.Z. Tsydypov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev, D. Azzaya, D. Oyunchimeg // Proc. on Regional Climate Change. Dalanzadgad, Mongolia, August 22-23, 2005. - P. 175-178.

12. Аюржанаев, A.A. Пространственно-временное распределение концентрации газовых примесей в акватории оз. Байкал / Г.С. Жамсуева, А.С. Заяханов, В.В. Цыдыпов, А. А. Аюржанаев // Материалы научной конф. «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований». Чита, 12-15 сент. 2006 г. - Чита: Изд-во ЗабГГПУ, 2006. - С. 60-62. .

13 Ayurzhanaev, A.A. Investigation of circulation of air mass and analysis oi turbulence characteristics of atmosphere of East Gobi / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, B.Z. Tsydypov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev, D. Azzaya, D. Oyunchimeg // Proceedings on Regional Climate Change. Sainshand, Mongolia, September 16-18, 2009. -P. 191-194.

14 Ayurzhanaev, A.A. The comparative analysis of diurnal variation of trace gases in the arid and semi-arid region of Mongolia / D. Azzaya, D. Oyunchimeg, G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev // Proceedings on Regional Climate Change. Baruun-Urt, Mongolia, August 3-8, 2006. - P. 15-19.

15 Аюржанаев, A.A. Результаты измерений малых газовых примесей в атмосфере Центральной Азии / А.С. Заяханов, Г.С. Жамсуева, А.А. Аюржанаев, В.В. Цыдыпов Б 3 Цыдыпов, Д. Аззаяа, Д. Оюнчимег // Тез. докл. XII Рабочая группа "Аэрозоли Сибири". Томск, 29 ноября - 2 декабря 2005 г. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2005.-С. 14.

16. Аюржанаев, А.А. Автоматизированная передвижная эколого-метеорологическая станция-лаборатория контроля качества воздуха / Г.С. Жамсуева, А.С. Заяханов, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев // Каталог научно-технических разработок и инновационных проектов Республики Бурятия. - Улан-Удэ. - 2006. -С. 67-68.

17. Ayurzhanaev, A. A. Research of atmospheric composition of the central Asia Desert using monitoring mobile station / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev, A.L. Dementeva, D. Azzaya, D. Oyunchimeg // Abstracts of XIV International symposium "Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics". Buryatia, June 24-29,2007. - Tomsk: Press IOA SB RAS, 2007. - P. 128.

18. Аюржанаев, А.А. Вариации приземного озона, окислов азота и их связь с динамическими процессами и особенностями общей циркуляции атмосферы аридных территорий Монголии / А.С. Заяханов, Г.С. Жамсуева, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев, А.Л. Дементьева, Д. Аззаяа, Д. Оюнчимег // Тез. докл. XIV Рабочая группа "Аэрозоли Сибири". Томск, 27-30 ноября 2007 г. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2007.-С. 47.

19. Ayurzhanaev, А.А. Trace gases content in the atmosphere of sharp continental and arid climatic zones / A.A. Ayurzhanaev, A.S. Zayakhanov, G.S. Zhamsueva, V.V. Tsydypov // Abstracts of XVI-th International Symposium "Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics". Tomsk, October 12- 15, 2009. - Tomsk: Press IOA SB RAS, 2009. - P. 669-670.

20. Аюржанаев, А.А. Сравнительный анализ характеристик атмосферного аэрозоля аридных территорий Монголии и региона оз. Байкал / Г.С. Жамсуева, А.С. Заяханов, В.В. Цыдыпов, А.А. Аюржанаев, С.А. Нагуслаев, Л.П. Голобокова, Т.В. Ходжер, Д. Аззаяа, Д. Оюнчимэг // Тез. докл. XVI Рабочая группа "Аэрозоли Сибири". Томск, 24-27 ноября 2009 г. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2009. - С. 77.

21. Ayurzhanaev, A.A. Dynamics and properties of aerosol and gas composition of atmosphere of Mongolia / G.S. Zhamsueva, A.S. Zayakhanov, V.V. Tsydypov, A.A. Ayurzhanaev, L.P. Golobokova, T.V. Khodzher, Yu. S. Baiin, M.V. Panchenko, D. Azzaya, D. Oyunchimeg // Abstracts of the Fifth Vereshchagin Baikal conference, 16-th Joint seminar RDPA. Irkutsk, October 4-9,2010. - P. 207.

Подписано в печать 15.07.2011 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Объем 1,3 печ. л. Тираж 100. Заказ № 30.

Отпечатано в типографии Изд-ва БНЦ СО РАН. 670047 г. Улан-Удэ ул. Сахьяновой, 6.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА.

1.1. Химический состав атмосферы и его изменчивость.

1.2. Приборы и методы мониторинга атмосферы.*.

1.3. Станции мониторинга качества воздуха.

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РЕГИСТРАЦИИ, СИСТЕМАТИЗАЦИИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ АЭРОЗОЛЬНЫХ И ГАЗОВЫХ ПРИМЕСЕЙ АТМОСФЕРЫ.

2.1. Автоматизированная система контроля качества воздуха.

2.2. Структура программного пакета по систематизации и обработке данных автоматизированной системы контроля качества воздуха.

2.3. Структура файлов, используемых в аппаратно-программном комплексе.

2.4. Описание работы программного пакета систематизации и обработки данных измерений автоматизированной системы контроля качества воздуха.

ГЛАВА III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ОЗОНА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.

3.1. Методика контроля содержания приземного озона и изменчивости динамических характеристик атмосферы в пространственно разнесенных точках.

3.2. Результаты исследования потоков и скорости сухого осаждения озона в регионе оз. Байкал.

3.3. Исследование пространственно-временной изменчивости малых газовых компонент в атмосфере Байкальского региона.

ГЛАВА IV. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ПЕРЕНОСА АЭРОЗОЛЬНЫХ И ГАЗОВЫХ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРЕ

АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ.

4.1. Особенности ветрового режима и анализ переноса воздушных масс.

4.2. Экспериментальные исследования малых газовых составляющих атмосферы аридных территорий Монголии.

4.3. Экспериментальные исследования содержания и распределения по размерам аэрозоля субмикронной фракции.

4.4. Сравнительный анализ содержания аэрозольно-газовых примесей и динамических характеристик атмосферы Байкальского региона и пустыни Гоби.

Актуальность темы исследования. Изучение состава атмосферы, ее глобального изменения, влияния на климат и среду обитания человека относятся к числу приоритетных направлений исследований последних десятилетий. Неуклонный рост парниковых газов в атмосфере влечет глобальное изменение климата и воздействует на геосферно-биосферные процессы. Воздействия малых газовых примесей, таких как приземный озон, оксиды азота, диоксид серы и углекислый газ на природную среду имеют как глобальный, так и региональный масштаб.

Несмотря на то, что исследования малых газовых примесей ведутся по разным направлениям, имеется много требующих решения проблем. Одной из актуальных задач в настоящее время является выявление особенностей механизмов образования, трансформации и переноса озона и газов-предшественников в различных природно-климатических условиях, особенно в тех регионах, где такие исследования ранее не проводились. К таким регионам относятся обширные аридные территории Монголии, где отсутствует сеть мониторинговых станций и регион оз. Байкал, который еще недостаточно изучен в отношении техногенного загрязнения.

Исследования механизмов формирования и переноса атмосферных примесей в двух контрастных по климатическим характеристикам регионах влажного климата оз. Байкал и сухого климата пустыни Гоби (Монголия) требует комплексного подхода, учитывающего их взаимное влияние на процессы формирования и распределения аэрозольно-газовых компонентов. В этой связи экологическая оценка атмосферы, основанная на новых методах комплексных экспериментальных исследований содержания атмосферных примесей в различных природно-климатических территориях, является ч актуальной проблемой. Подобные исследования требуют привлечения современных средств дистанционного и локального контроля, результатом работы которых является огромный массив данных, требующий разработки программного обеспечения систематизации и обработки данных, что также является актуальной задачей.

Целью работы является разработка аппаратно-программного комплекса для контроля содержания аэрозольных, газовых примесей, метеорологических и турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы. На основе экспериментальных измерений исследовать особенности пространственно-временной изменчивости аэрозольных и газовых примесей в атмосфере оз. Байкал и аридных территорий Монголии.

В соответствии с целью работы были поставлены и решены следующие задачи: разработка аппаратно-программного комплекса регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, объединяющего в единую базу данных результаты измерений концентрации аэрозольных, газовых примесей, метеорологических, турбулентных характеристик атмосферы;

- разработка методик градиентных измерений содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа;

- организация и проведение измерений концентрации приземного озона, оксидов азота и метеорологических параметров в приземном и приводном слое атмосферы оз. Байкал, в аридных территориях Монголии, выявление особенностей и закономерностей их временной изменчивости;

- выявление основных факторов, влияющих на изменчивость озона и других малых газовых примесей, аэрозоля в различных природно-климатических условиях.

Научную новизну характеризуют следующие полученные результаты: 1. Разработан аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, объединяющий в единую базу данных результаты измерений концентрации аэрозольных, газовых примесей, метеорологических, турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы.

2. Разработана методика контроля содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа.

3. Впервые получены данные о пространственных и временных вариациях приземного озона, диоксида азота и углекислого газа в атмосфере аридных и полуаридных территорий Монголии.

4. Впервые исследованы суточные вариации распределения субмикронных аэрозольных частиц по размерам в приземном слое атмосферы в аридных районах Монголии и в регионе оз. Байкал.

Достоверность полученных результатов обеспечена проведением контроля качества анализов в рамках аккредитаций аналитической лаборатории (Аттестат аккредитации лаборатории № РОСС 1Ш.0001.512069) на техническую компетентность и независимость в организации и обеспечении достоверности измерений в области мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды и соответствия требованиям ■ ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 (международного стандарта ИСО/МЭК 17025:2005) в Системе аккредитации Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии, ежегодной- поверкой газоаналитического оборудования в НПО «Тайфун» (г. Обнинск), в ЗАО «ОПТЭК» (г. С-Петербург). Для контроля погрешности измерений проводилась регулярная калибровка газоанализаторов с использованием стандартных поверочно-газовых смесей (ООО «Мониторинг», СПб), калибратора озона, окислов азота и диоксида серы (мод. 8500 МЬ, США) с использованием аттестованных источников микропотоков ИМ-802, ИМ-М32 (ООО «Аналитприбор», г. Смоленск) и генератора газовых смесей 665 гр ОЗМ.

Достоверность полученных результатов обеспечивается высокой статистической надежностью полученных оценок, основанных на большом объеме исходных данных. Полученные в работе экспериментальные результаты находятся в согласии с данными независимых исследований, опубликованными ранее другими авторами.

Практическая значимость. Апробированный аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных и сформированная в результате исследований количественного и качественного состава атмосферы база данных позволяет обеспечить оперативное использование информации для оценки состояния и прогноза изменений природных сред, процессов и явлений.

Основная часть исследований по теме диссертации имела целевую практическую направленность и выполнялась в рамках следующих проектов и программ: РФФИ № 05-05-97240, № 08-05-98007; проект СО РАН № II.8.3.7; интеграционный проект СО РАН № 13 Программы Президиума РАН № 4; комплексный интеграционный проект СО РАН № 75; заказной интеграционный проект СО РАН № 8.

Материалы работы используются в Государственной программе Росгидромета «Организация регулярных наблюдений- за содержанием приземного озона в Байкальском регионе» (Поручение Правительства РФ № ХВ-П9-21167 от 08.12.2001 г.) и в программе Управления Роспотребнадзора по Республике Бурятия «Оценка риска здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха».

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на III и IV Международных школах молодых ученых и специалистов "Физика окружающей среды" (Томск, 2002, 2004), X, XIV, XVI Joint International Symposium "Atmospheric and Ocean optics. Atmosphere, physics" (Томск, 2003; Максимиха, 2007; Томск, 2009); X-XVII Рабочих группах "Аэрозоли Сибири" (Томск, 2003-2010), Международной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006), International Conference "Science for watershed conservation: multidisciplinary approaches for natural resource management" (Ulan-Ude - Ulan-Bator, 2004), The First International Symposium on Terrestrial and Climate Change in Mongolia (Ulaanbaatar, Mongolia, 2005), The Fourth Vereshchagin Baikal Conference (Irkutsk, 2005), The Second International

Workshop on Central and Northern Asia Environment and Desertification (Ulan-Ude-Istomino-Boyarsk, 2009), Workshop "Climate change in Eastern region of Mongolia" (Sainshand, Mongolia, 2009), Workshop "Climate change in Eastern region of Mongolia" (Underkhaan, Mongolia, 2010), The Fifth Vereshchagin Baikal International Conference (Irkutsk, 2010).

На защиту выносятся:

1. Аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки данных количественного и качественного состава атмосферы, являющийся эффективным инструментом контроля содержания аэрозольно-газовых примесей природного и антропогенного происхождения.

2. Методика контроля содержания приземного озона и изменчивости динамических характеристик атмосферы в условиях неоднородного рельефа.

3. Результаты экспериментальных исследований концентрации аэрозольно-газовых примесей в атмосфере Байкальского региона и аридных территорий Монголии.

Публикации. Автор имеет 59 публикаций. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК России, свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, свидетельство об официальной регистрации базы данных.

Личный вклад диссертанта заключался в разработке аппаратно-программного комплекса, методик контроля содержания приземного озона в условиях неоднородного рельефа. Автор принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях. Анализ и интерпретация данных, подготовка публикаций выполнялись совместно с соавторами.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения; изложена на 145 страницах, включая 48 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 141 наименование.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработан и апробирован аппаратно-программный комплекс регистрации, систематизации и обработки экспериментальных данных, позволяющий автоматизировать процесс измерений и являющийся эффективным инструментом формирования базы данных концентраций аэрозольных и газовых примесей, метеорологических и турбулентных характеристик атмосферы.

2. Разработана методика контроля содержания озона в приземном слое атмосферы, позволяющая определять концентрации Оз в зависимости от температурной стратификации и в условиях неоднородного рельефа.

3. Оценены потоки и скорости сухого осаждения озона в зависимости от типа подстилающей поверхности. На границе «вода-атмосфера» оз. Байкал гу поток и скорость сухого осаждения равны -0,065 мкг/м~с и 0,07 см/с, в л прибрежной зоне составляют -0,16 мкг/м с и 0,18 см/с, соответственно.

4. Обнаружено высокое содержание озона в атмосфере аридных территорий Монголии. Выявлено, что- повышенные концентрации определяются присутствием фотохимически активных компонентов, таких как окислы азота; высокой повторяемостью струйных течений, приводящей к разрыву тропопаузы и* переносу стратосферного озона в тропосферу; развитой турбулентностью, что приводит к выравниванию вертикального профиля озона в пределах слоя перемешивания и увеличению приземной концентрации озона.

Присутствие высокого содержания окислов азота в пробах воздуха в атмосфере пустыни Гоби, удаленной от крупных антропогенных источников на значительные расстояния, свидетельствует о региональном переносе загрязняющих веществ из промышленных центров Китая.

5. Получены распределения субмикронных аэрозольных частиц по размерам в атмосфере Байкальского региона и пустыни Гоби. Выявлено, что счетная концентрация субмикронного аэрозоля в аридной зоне Монголии соответствует фоновым значениям и существенно меньше, чем на оз. Байкал.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Адикс Т.Г. Оценка концентрации субмикронного сульфатного аэрозоля в атмосфере Москвы //Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2003. Т. 39. № 1. С. 98-104.

2. Адикс Т.Г. Сульфатный и нитратный аэрозоль в атмосфере Москвы. Влияние параметров атмосферного пограничного слоя // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 1. С. 98-104.

3. Азбукин A.A., Богушевич А .Я. и др. Автоматизированный ультразвуковой метеорологический комплекс АМК-03 // Метеорология и гидрология. 2006. № 11. С. 89-97.

4. Азбукин A.A., Богушевич А.Я., Ильичевский B.C., Корольков В.А., Тихомиров A.A., Шелевой В.Д. Ультразвуковой комплекс АМК-03 для измерения метеорологических и турбулентных характеристик атмосферы // Приборы и техника эксперимента. 2006. № 4. С. 162-163.

5. Александров В.Ю., Кузубова Е.П., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 1995. 113 с.

6. Алисов Б.П., Дроздов O.A., Рубинштейн Е.С. Курс климатологии. Ч. I, П. Л.: Гидрометеоиздат, 1952.487 с.

7. Альперин В.З. Кулонометрическое определение микроконцентраций озона с помощью непроточной ячейки // Автоматизация химического производства. 1969. Вып. 5. С. 98-103.

8. Аргучинцев В.К., Сирина Н.В. Моделирование распределения загрязняющих веществ в окрестности действия алюминиевых заводов // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 10. С. 941-943.

9. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Суточный ход концентрации мелкодисперсной фракции аэрозолей // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 11. С. 983-990.

10. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов A.B., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов Ф.В. Посты для мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу газов // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 1.С. 53-61.

11. Аришнов М.Ю., Белан Б.Д., Зуев В.В., Зуев В.Е., Копалевский В.К., Лиготский

12. A.B., Мелешкин В.Е., Панченко М.В., Покровский Е.В., Рогов А.Н., Симоненков, Д.В., Толмачев Г.Н. TOR-станция мониторинга атмосферных параметров // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 8. С. 1085-1092.

13. Атмосфера// Справочное издание. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 510 с.

14. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / под ред. Ф.Т.М. Ньюистада, X. Ван Хопа. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.352 с.

15. Аюржанаев A.A., Жамсуева Г.С., Заяханов A.C., Цыдьшов В.В. Микроструктура субмикронного аэрозоля в пустыне Гоби // XVI Рабочая группа "Аэрозоли Сибири": Тез. докл. (24-27 ноября 2009 г., г. Томск). Томск: Изд-во ИОА СО РАН. 2009. С. 7.

16. Аюржанаев A.A., Цыдыпов В.В., Заяханов A.C., Жамсуева Г.С. Программный комплекс расчета распространения примесей в атмосфере // Каталог научно-технических разработок и инновационных проектов Республики Бурятия, г. Улан-Удэ. 2006. С. 114-115.

17. Бабаев А.Г., Дроздов H.H., Зонн И.С., Фрейкин З.Г. Пустыни. М.: Мысль, 1986. 318 с.

18. База данных концентраций приземного озона в атмосфере г. Улан-Удэ: Свидетельство о государственной регистрации базы данных 2008620238, Рос. Федерация, заявка №2008620129 / Аюржанаев A.A. Заяханов A.C., Жамсуева Г.С., Цыдыпов

19. B.В.; правообладатель БНЦ СО РАН; дата поступл: 04.05.2008; дата регистрации. 18.06.2008.

20. Балин Ю.С., Ершов А.Д., Бриль А.И., Кабашников В.П., Попов В.М., Чайковский А.П. Исследование распространения примеси от импульсного источника в турбулентной атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 2. С. 178-184.

21. Балин Ю.С., Ершов А.Д., Пеннер И.Э. Лидарные корабельные исследования аэрозольных полей в атмосфере оз. Байкал. Часть I. Продольные разрезы // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 5-6. С. 438-446.

22. Балин Ю.С., Ершов А.Д., Пеннер И.Э. Лидарные корабельные исследования аэрозольных полей в атмосфере оз. Байкал. Часть П. Поперечные разрезы // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 7. С. 587-597.

23. Безуглая. Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.284 с.

24. Беккер A.A., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.286 с.

25. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: ИОА СО РАН, 2010.488 с.

26. Белан Б.Д. Тропосферный озон. 7. Стоки озона в тропосфере // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 2. С. 108-123.

27. Белан Б.Д., Гришин А.И., Матвиенко Г.Г., Самохвалов И.В. Пространственная изменчивость характеристик атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1989. 152 с.

28. Белан Б.Д., Колесников Л.А., Лукьянов О.Ю., Микушев М.К. и др. Изменения концентрации озона в приземном слое воздуха // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т. 5. №6. С. 561-672.

29. Белан Б.Д., Мелеижин В.Е., Мелешкина И.Е., Толмачев Г.Н. Результаты клима-то-экологического мониторинга на TOR-станции. 4.2. Газовый состав приземного воздуха // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 6. С. 875-883.

30. Берлянд М.Е. Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы М: Московское отделение Гидрометеоиздата, 1981.

31. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы Л.: Гидрометеоиздат, 1985.272 с.

32. Богушевич А.Я. Ультразвуковые методы оценивания метеорологических и турбулентных параметров атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 2. С. 170-175.

33. Бримклумб Питер. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1998.350 с.

34. Власенко С.С., Ивлев JI.C. Результаты измерений концентрации некоторых аэрозолеобразующих газов в приземном слое атмосферы // Экологические вести. 1999. № 1. С. 60-65.

35. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. Л.: «Химия», 1972.428 с.

36. Гришин Г.П: .0 некоторых результатах многолетних наблюдений за озоном в Воейково (С.-Петербург) // Изв. PAHi Физика атмосферы и океана. 1999. Т. 35. № 5. С. 612-615:

37. Груздев А.Н., Безверхний В.А. Квазидвухлетние вариации озона и метеопараметров над Западной Европой по данным озонного зондирования // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2006. Т. 42. № 2. С. 224-236.

38. Груздев А.Н., Брассёр Г.П. Воздействие 11-летнего цикла солнечной активности на характеристики годового хода общего содержания озона // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 3. С. 379-391.

39. Томск). Томск: Изд-во ИОА СО РАН. 2009. С. 77.

40. Захаренко B.C., Мосейчук А.Н. Фотоиндуцированные гетерогенные процессы на фазовых химических компонентах частиц твёрдого аэрозоля тропосферы // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 5-6. С. 444-447.

41. Захаренко B.C., Мосейчук А.Н. Химические реакции в тропосфере // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 16. № 5-6. С. 447-453.

42. Заяханов A.C., Жамсуева Г.С., Цыдыпов В.В., Аюржанаев A.A. Автоматизированная система контроля загрязнения атмосферы // Измерительная техника. 2008. № 12. С. 52-56.

43. Зуев В.В., Гришаев М.В., Долгий С.И. Многолетняя изменчивость озона и диоксида азота в стратосфере по результатам шестилетних наблюдений на Сибирской лидарной станции // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 1. С. 58-62.

44. Зуев В.В., Маричев В.Н., Смирнов C.B. Мониторинг озоносферы на Сибирской лидарной станции // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1999. Т. 35. № 3. С. 602

45. Ивлев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.: ЛГУ, 1982.368 с.

46. Израэль Ю.А. Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений. М.: Наука, 2001.242 с.

47. Кабанов В.М. Региональный мониторинг атмосферы. 4.1. Научно-методические основы / под ред. академика В.Е. Зуева. Томск: ИОА СО РАН, 1997.211 с.

48. Кароль И.Л., Розанов В.В., Тимофеев Ю.М. Газовые примеси в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.191 с.

49. Климатические ресурсы Байкала и его бассейна / под ред. Н.П. Ладешцикова. Новосибирск: Наука, 1976.319 с.

50. Климатические условия, распространения примесей в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.328 с.

51. Кондратьев К.Я. Аэрозоль как климатообразующий компонент атмосферы 1. Физические свойства и химический состав // Оптика атмосферы'и океана. 2002. Т. 15. №2. С. 123-146.

52. Кондратьев К.Я. От нано- до глобальных масштабов: свойства, процессы образования и последствия воздействий атмосферного аэрозоля. 1. Полевые наблюдательные эксперименты. Африка и Азия// Оптика-атмосферы и океана. 2004.-. Т. 17. № 9. С. 699-714.

53. Кондратьев К.Я., Жвалев В.Ф. Первый глобальный эксперимент ПИГАП. Аэрозоль и климат. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 167 с.

54. Куценогий П.К. Модель сезонной изменчивости суточного цикла массовой концентрации субмикронной фракции континентального атмосферного аэрозоля удалённых территорий// Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 11. С. 1036-1041.

55. Куценогий П.К., Макаров В.И.Анализ источников аэрозольных частиц в атмосфере Сибири по данным измерений величин и флуктуации содержания органического углерода // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 16. № 5-6. С. 405-409.

56. Лайхтман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970: С. 287-293.

57. Марчук Г.И., Кондратьев К.Е., Алоян А.Е., Вароцос К.А. Изменение общего содержания стратосферного и тропосферного озона: наблюдения и численное моделирование // Исслед. земли из космоса. 1999. № 5. С. 12-30.

58. Матвеев А.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1976.639 с.

59. Пененко В.В., Алоян A.A. Модели и методы для задачи охраны окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985.280 с.

60. Полный радиационный эксперимент/ под ред.КЯ. Кондратьева, Н.Е. Тер-Маркарянц. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.240 с.

61. Ровинский ФЛ., Егоров В.И. Озон, окислы азота и сера в нижней тропосфере. JL: Гидрометеоиздат, 1986.184 с.

62. Руководящий документ «Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186-89». М.: Финансы и статистика, 1991.693 с.

63. Сакерин С.М.», Кабанов Д.М., Ростов А.П., Турчинович С.А., Турчинович Ю.С. Система сетевого мониторинга радиационно-акгивных компонентов атмосферы. Часть I. Солнечные фотометры // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 4. С. 354-360.

64. Семенов С.М. Парниковые газы и современный климат Земли. М.: «Метеорология и гидрология», 2004.176 с.

65. Советско-американский эксперимент по изучению аридного аэрозоля / под. ред. Голицына Г.С. СПб.: НПО "Тайфун", 1992.200 с.

66. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин: Методы измерений. JI.: Энергоатомиздат, 1987.320 с.

67. Тарасова O.A., Бреннинкмайер К.А.М., Еланский Н.Ф., Кузнецов Г.И., Ассонов С.С. Исследование изменчивости концентрации моноксида углерода над Россией по данным экспедиций TROICA. // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 5-6. С. 511-516.

68. Филиппов B.JL, Мирумянц С.О., Макаров A.C., Иванов В.П., Казаков В.Н., На-сыров А.Р. Измерительные установки и приборы для комплексных исследований оптических характеристик приземных слоев атмосферы. М.: НИМИ, 1976.46 с.

69. Фукс H.A., Сутугин А.Г. Высокодисперсные аэрозоли // Итоги науки. Сер. физическая химия. М.: ВИНИТИ, 1969. 84 с.

70. Хргиан А.Х. Физика атмосферного озона. JL: Гидрометеоиздат, 1973.280 с.

71. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1978.246 с.

72. Alonso R., Bytnerowicz A., Boarman W. I. Atmospheric diy deposition in the vicinityof the Salton Sea, California-1: Air pollution and deposition in a desert environment // Atmospheric Environment. 2005. V. 39. P. 4671-4679.

73. Ankilov A. et al. Intercomparison of number concentration measurements by various aerosol particle counters // Atmospheric research. 2002. V. 62. P. 177-207.

74. Azzaya . D., Zhamsueva G., Zayakhanov A., Dugerjav O., Tsydypov B., Tsydypov V., Ayurzhanaev A. Investigations of small gaseous impurities in the desert Gobi:// The 2006 AGU Joint Assembly abstracts, May 23-26, 2006. Baltimore. 87(36). A43B-03.

75. Balin Yu.S., Ershov A.D., Penner I.E., et al. Experimental and model studies of spatial distribution of the atmospheric aerosol* over Lake Baikal // Atmospheric and Oceanic Optics. V. 20. No. 2.2007. P 114-121.

76. Cahill C.F. Asian aerosol transport to Alaska during ACE-Asia // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. No. 23. P. ACE32/1-ACE32/8.

77. Dementeva A.L., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Tsydypov V.V., Ayurzhanaev A.A. Particularities of circulation and the analysis of dust storm in sharp-continental climate conditions of Mongolia//Proc. SPIEV.6936,69360Z. doi: 10:1117/12.783350.

78. Gosten H., Heinrich G. et al. On-line measurements of ozone surface fluxes:part II. Surface-level ozone fluxes onto the Sahara desert // Atmospheric Environment. 1996. V. 30. No. 6, P: 911-918.

79. Hinds W.C. Aerosol technology: properties, behavior, and measurements of airborne particles. A Wiley-Interscience publication, 1999.483 p.

80. Kapitanov V.A., Tyryshkin I.S. et al. Spatial distribution of methane over Lake Baikal surface // Spectrochimica Acta Part A. 2007. V. 66.788-795.

81. Kuang Xueyuan and Zhang Yaocun. Seasonal variation of the East Asian subtropical westerly jet and its association with the heating field over East Asia // Advances in Atmospheric sciences. 2005. V. 22. No. 6. P. 831-840.

82. Park S.-U., Park M.-S., Chun Y. Asian dust events observed by a 20-m monitoring tower in Mongolia during 2009 // Atmospheric Environment. 2010. No. 44. P. 4964-4972.

83. Potemkin V.L., Makukhin V.L. Distribution of minor gas pollutants in the atmosphere over Lake Baikal // Geography and Natural Resources. 2008. V. 29; Issue 2, P. 169172.

84. Shan W., Yin Y., Zhang J., Ding Y. Observational study of surface ozone at an urban site in East China // Atmospheric Research. 2008. V. 89. No. 3. P. 252-261.

85. Van Dop H., Guicherit R., Lantin R. W. Some measurements of the vertical distribution of ozone in the atmospheric boundary layer // Atmospheric Environment. 1977. V. 11. Issue l.P. 65-71.

86. Vandaele E.C., Tsouli A., Carleer M., Colin R. UV Fourier transform measurements of tropospheric 03, NO2, S02, benzene, and toluene // Environ. Pollut. 2002. V. 116. No. 2. P. 193-201.

87. Wenpo Shan, Yungquan Yin, Jianda Zhang, Yuping Ding. Observational study of surface ozone at an urban site in East China //Atmospheric Research. 2008. V. 89. No. 3. P. 252-261.

88. Yifang Zhu, William C. Hinds. Predicting particle number concentrations near a highway based on vertical concentration profile // Atmospheric Environment. 2005. V. 39. P. 1557-1566.

89. Zayakhanov A.S., Zhamsueva G.S., Tsydypov V.V., Ayurzhanaev A.A. Automated system for monitoring atmospheric pollution // Measurement Techniques. 2008. V. 51. No.12. P. 1342-1346.

90. Zhamsueva G. S., Zayakhanov A. S.,Tsydypov V. V., Ayurzhanaev A. A., Azzaya D., Oyunchimeg D. Assessment of small gaseous impurities in atmosphere of arid and semi-arid territories of Mongolia // Atmospheric Environment. 2008. V. 42. No. 3. P. 582587.

91. Zhamsueva G., Zayakhanov A., Tsydypov V., Ayurzhanaev A. Carbonic gas exchange on the Lake Baikal // Geophysical Research Abstracts of EGU General Assembly, April 14 -19,2007. Vienna, Austria. V. 9. 04766

92. Zhang X.Y., Gong S.L., Shen Z.X., Mei F.M., Xi X.X., Liu L.C., Zhou Z.J., Wang D., Wang Y.Q., Cheng Y. Characterization of soil dust aerosol in China and its transport