Мониторинг пространственно-временных вариаций CH4 в средне-верхней тропосфере на территории Дальнего Востока, Западной и Восточной Сибири

Метан является одним из важнейших парниковых газов и вносит значительный вклад в широко обсуждаемое глобальное потепление. Считается, что парниковый эффект от метана в 25 раз сильнее, чем от углекислого газа. Рост концентрации парниковых газов в атмосфере сопровождается увеличением температуры поверхности Земли, вследствие чего возрастает вероятность выхода большого количества метана (CH4) в атмосферу из водно-болотных угодий, тающей многолетней мерзлоты и метангидратов. Из-за положительной обратной связи имеется вероятность аномально быстрой эмиссии огромного количества метана из вышеперечисленных источников в атмосферу. [Жилиба А.И., Вандышева Г.А. и др. 2011] Таким образом, очень важно осуществлять мониторинг эмиссий CH4, а также исследовать сезонную и многолетнюю изменчивость его распространения.
Основными естественными источниками эмиссий метана в атмосферу являются водно-болотные угодья, почвы, вечная мерзлота, водоемы, термитники, метангидраты, геохимические процессы, а также другие источники, такие как лесные пожары. Поток CH4 с поверхности заболоченных территорий существенно зависит от температуры поверхности, типа болота (торфяного, сфагнового и др.), характера растительности и ее плотности, воды на поверхности и других факторов. В число антропогенных источников входят потоки, попадающие в атмосферу при добыче ископаемого топлива, с мусорных свалок и при последующем сжигании бытовых отходов, очистке сточных вод, расширении сельскохозяйственных угодий (в том числе рисовых плантаций), при разведении крупного рогатого скота. [И.Л. Кароль, А.А. Киселев. 2005].
В настоящей работе был проведен комплексный мониторинг пространственно-временных вариаций метана в атмосфере на уровнях 300 мбар и 700 мбар, над территориями Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока. Для анализа были использованы восьмидневные и среднемесячные спутниковые измерения в тепловой ИК-области спектра по восстановленным по данным спектрометра AIRS (спутник AQUA) профилям температуры и влажности атмосферы, температуры поверхности и ее коэффициента излучения с целью определения значения состава смеси CH4 по объему в средне-верхней тропосфере (СВТ).
В качестве тестовых участков для исследования были выбраны территории Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока, ввиду наличия обширной площади заболоченных районов, эмитирующих CH4, а также районов вечной мерзлоты. Для этих регионов были проанализированы особенности пространственно-временного распределения CH4 и температуры подстилающей поверхности, полученной по данным MODIS. Анализ полученных результатов позволил выделить особенности среднемесячных изменений концентраций CH4 для исследуемых территорий за период с 2011 по 2016 годы в средне-верхней тропосфере (уровни 700 и 300 мбар).