Сравнительное исследование динамики концентраций диоксида азота в атмосферном воздухе городов Северо-Запада России по данным разных информационных источников

   Цель. Оценка достоверности, факторов и особенностей динамики показателей доступной в интернете информации о загрязнении атмосферного воздуха.

   Процедура и методы. Выполнено сопоставление показателей загрязнения атмосферного воздуха из официальных источников с находящимися в свободном доступе данными из интернет-источников о текущих концентрациях загрязняющих веществ и о метеорологических характеристиках на примере диоксида азота для городов Северо-Запада России: Калининграда, Пскова, Великого Новгорода, Санкт-Петербурга, Кириши, Пикалёво, Петрозаводска. Выполнена количественная оценка зависимости концентраций от скоростей ветра, атмосферного давления, наличия или отсутствия атмосферных осадков, рабочих или нерабочих дней.

   Результаты. Концентрации диоксида азота по данным наземных измерений и представленных на сайте Ventusky.com результатов расчётов с использованием данных дистанционного мониторинга выбросов и погодных условий сопоставимы и подчиняются одним и тем же закономерностям изменчивости во времени. Корреляционные связи между концентрациями диоксида азота по данным наземных измерений и представленными на сайте Ventusky.com результатами расчётов по модели SILAM с использованием данных дистанционного мониторинга выбросов и погодных условий слабые, но устойчивые. В зимне-весенний период отмечалась отчётливая тенденция к снижению концентраций, что отражает уменьшение использования топлива для отопления. Нисходящий тренд наиболее выражен в городах с преобладанием промышленных источников выбросов – Кириши и Пикалёво, а также Пскове, что может быть объяснено выбросами локальных котельных и индивидуальных печей. Снижение концентраций в нерабочие дни по сравнению с рабочими составляет от 15,8 % до 50 %, а при выпадении атмосферных осадков – от 4,4 % до 33,3 %. Данные сайта Ventusky.com могут рассматриваться как важное дополнение к результатам наземных наблюдений, но не как равнозначная альтернатива.

   Теоретическая и/или практическая значимость. Проведена оценка возможностей дополнения информации о загрязнении атмосферного воздуха из официальных источников доступными в интернете данными. Выявлены и количественно охарактеризованы тенденции динамики концентраций.

1. Акимов Л. М., Акимов е. Л. Сезонная динамика и пространственное распределение концентраций антропогенных загрязнителей в воздухе г. Воронеж // Региональные геосистемы. 2021. № 45. С. 545–557. DOI: 10.52575/2712-7443-2021-45-4-545-557.

2. Амикишиева Р. А., Рапута В. Ф., Соловьёва И. А. Наземный и спутниковый мониторинг процессов загрязнения Искитимо-Линевской промышленной зоны // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2021. Т. 4. № 1 С. 60–65. DOI: 10.33764/2618-981X-2021-4-1-60-65

3. Ахтиманкина А. В., Лопаткина О. А. Исследование динамики концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Иркутска // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. 2014. Т. 9. С. 2–15.

4. Безуглая Э. ю., Смирнова И. В. Воздух городов и его изменения. СПб.: Гидрометеоиздат, 2008. 200 с.

5. Еланский Н. Ф. Примеси в атмосфере континентальной России // Природа. 2002. № 2. С. 32–43.

6. Зуев Д. В., Кашкин В. Б., Симонов К. В. Использование спутниковых методов мониторинга для оценки экологического состояния северных территорий Красноярского края // Успехи современного естествознания. 2018. № 2. С. 86–92.

7. Кудашев Е. Б., Мясников В. П., Сюнтюренко О. В. Конвергенция новейших информационных технологий и методов дистанционного зондирования Земли для построения экологического мониторинга мегаполисов // Вестник РФФИ. 2001. № 2. С. 37–43.

8. Лупян е. А., Прошин А. А. , Бурцев М. А. и др. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9–31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31.

9. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2004 г. / под ред. Д. А. Голубева, Н. Д. Сорокина. СПб.: ООО «Сезам-Принт», 2008. 472 с.

10. Ракитин В. С., Еланский Н. Ф., Панкратова Н. В., и др. Использование спутниковых данных о составе атмосферы в фоновых и загрязнённых условиях / Турбулентность, динамика атмосферы и климата : мат-лы конф. М., 2018. С. 160. DOI: 10.13140/RG.2.2.30690.07362

11. Региональные публикации ВОЗ. Европейская серия. № 85: Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека. Копенгаген: ВОЗ, 2001. 293 с.

12. Родионова Н. В. Оптические характеристики аэрозоля и содержание угарного газа в атмосфере над районами Иркутской области и Бурятии в 2010–2021 гг. // Исследование Земли из космоса. 2023. № 2. С. 3–15. DOI: 10.31857/S0205961423020033

13. Трони А. А., Крицук С. Г., Киселёв А. В. Многолетние тренды содержания диоксида азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 259–265. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-259-265

14. Тронин А. А., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш. Диоксид азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 2. № 6. С. 217–223.

15. Фатеева Ю. Г., Легович Ю. С., Ефремов А. Ю. Методы прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха на основе исторических данных / Управление развитием крупномасштабных систем MLSD'2020 : мат-лы конф. Под ред. С. Н. Васильева, А. Д. Цвиркуна. М., 2020. С. 1753–1760. DOI: 10.25728/mlsd.2020.1753

16. Чичерин С. С. О критериях качества атмосферного воздуха и их применении в целях его мониторинга и охраны // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, 2024. Вып. 612. С. 6–36.

17. Kuhlmann G., Henne S., Meijer Y., Brunner D. Quantifying CO₂ Emissions of Power Plants With CO₂ and NO₂ Imaging Satellites // Frontiers in Remote Sensing. 2021. Iss. 2. P. 689838. DOI: 10.3389/frsen.2021.689838

18. Ponomarev N., Yushkov V., Elansky N. Air Pollution in Moscow Megacity: Data Fusion of the Chemical Transport Model and Observational Network // Atmosphere. 2021. Vol. 12. P. 374–393. DOI: 10.3390/atmos12030374

19. Popp T., Hegglin M., Hallmann R., et al. Consistency of satellite climate data records for Earth system monitoring // Bulletin of the American Meteorological Society. 2020. Iss. 101. DOI: 10.1175/BAMS-D-19-0127.1

20. WHO global air quality guidelines. Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. Bonn, 2021. 290 p.