Рисунок 1. Изменения количества осадков (%) из-за дыма над территориями с пожарами в сибирском регионе (июль 2016 г.). Источник: ИПФ РАН.
В Институте прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук установлена обратная связь между задымлением атмосферы и природными пожарами в Сибири. Установлено, что над территориями сибирской тайги, поражёнными интенсивными пожарами, происходит заметное уменьшение количества осадков, а над тундрой при меньших задымлениях количество осадков даже возрастает.
Хорошо известно, что дымы от природных пожаров загрязняют воздух и влияют на климат, поглощая и рассеивая солнечный свет. В последнее время обнаружено, что под воздействием дыма могут меняться погода: осадки, ветер, температура. Но знания о влиянии дымового аэрозоля на климат и погоду всё ещё ограничены.
В ИПФ РАН доктор физико-математических наук, профессор РАН Игорь Коновалов и его коллеги из отдела физики атмосферы и микроволновой диагностики занимаются изучением источников, свойств и эволюции дымового аэрозоля, образующегося в ходе интенсивных лесных пожаров в Сибири. В 2018 году был разработан и применен метод определения массы основных химических составляющих дымов: сажи и органических веществ, поступающих в атмосферу во время сибирских пожаров. Дальнейшие исследования были направлены на моделирование сложных трансформаций сибирского дымового аэрозоля в процессе его распространения в атмосфере. В результате в 2021 году была предложена упрощенная схема атмосферной эволюции состава аэрозоля. Совместно с коллегами из Института оптики атмосферы Сибирского отделения РАН проводились исследования поглощающих свойств органической фракции сибирских дымов, так называемого «коричневого углерода», и значения дымов для радиационного баланса атмосферы в Арктике.
В ходе большого модельного исследования 2024 года изучалось влияние сибирских дымов на региональную погоду июля 2016 года. Выяснилось, что над тайгой с интенсивными пожарами выпало меньше осадков (рис. 1). Охлаждение земной поверхности из-за затемнения дымами оказывает существенное влияние на водозапас облаков. Над тундрой при меньших задымлениях наблюдалось увеличение осадков, связанное с активизацией процессов образования облаков, где частицы дымов играют роль ядер конденсации. Расчеты показывают, что обильные осадки над тундрой уменьшили образование дымов от пожаров примерно на 15% (рис. 2).
Рисунок 2. Изменение суммарных выбросов органических веществ. EOCПожары в Сибири влияют на осадки из-за дыма, что приводит к разным оценкам, поскольку учтены различные аэрозольные эффекты. Основные оценки учитывают радиационные и микрофизические эффекты аэрозоля.
Результаты впервые показали тесную связь между пожарами, дымом и осадками в Сибири. Связь нуждается в дальнейшем исследовании и должна учитываться при прогнозировании погоды и климата, а также при оценке угрозы распространения природных пожаров в регионе.
Грант РНФ № 23-27-00172 был выделен исследованию 2024 года.
Авторами являются И.Б. Коновалов и Н.А. Головушкин из Института прикладной физики Российской академии наук, а также М. Бекман из LISA во Франции.
Публикации:
Коновалов И.Б., Львова Д.А., БEEKMANN М., Джетва Н., Михайлов Е.Ф., Пари Ж.-Д., Белан Б.Д., Козлов В.С., Цiais П., Андреае М.О. Оценка эмиссии чёрного угля из сибирских пожаров с использованием спутниковых наблюдений оптических глубин поглощения и ослабления // Atmos. Chem. Phys. 2018. Т. 18. С. 14889-14924. https://doi.org/10.5194/acp-18-14889-2018.
Коновалов И.Б., Головушкин Н.А., Бекман М., Андреаэ М.О. Инсайты в увядание аэрозоля от лесных пожаров с наблюдений спутников и 3D атмосферного моделирования: эволюция оптических свойств аэрозоля в дымовых столбах сибирских пожаров // Atmos. Chem. Phys. 2021. Т. 21. С. 357–392. https://doi.org/10.5194/acp-21-357-2021.
Коновалов И.Б., Головушкин Н.А., БEEKMANN М., Сиур Г., Журавлева Т.Б., На srdтдинов И.М., Кузнецова И.Н. О значении модели представления органических аэрозолей в симуляциях прямого радиационного эффекта аэрозоля из биомассы Сибири в восточной Арктике // Atmos. Environ. 2023. Т. 309. 119910. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.119910.
К. Б. Коновалов, Н. А. Головушкин, М. БEEKMANN. Взаимодействие лесных пожаров, дыма и осадков в Сибири: результаты регионального моделирования // Sci. Tot. Environ. 2024. Т. 951, с. 175518. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175518.
Источник информации и изображений: ИПФ РАН