Влияние светопоглащающих частиц на дегляциацию ледников полярных и горных территорий

Автор: Абакумов Е.В., Темботов Р.Х.

Журнал: Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии @ssc-sl

Статья в выпуске: 2 т.29, 2020 года.

Бесплатный доступ

Светопоглощающие частицы являются одними из наиболее важных факторов, приводящим к дегляциации ледников. При исследованиях светопоглощающих частиц, чаще всего упоминается черный углерод. Он является одним из короткоживущих климатически значимых факторов и образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива, выбросов дизельных двигателей транспортного и промышленного назначения, а также лесных пожаров и сжигании сельскохозяйственных отходов. Выпадая на покров ледников, черный углерод уменьшает альбедо поверхности, что в свою очередь приводит к их нагреванию и дальнейшему таянию. Это чрезвычайно важно для полярных и горных районов. Поэтому, данная работа посвящена влиянию черного углерода на дегляциацию ледников полярных регионов, на примере Антарктиды и горных регионов, на примере Центрального Кавказа. В работе показано, что хотя некоторые авторы считают ледовый покров Антарктиды увеличивающимся, многие авторы не согласны с этим утверждением и в подавляющем большинстве работ указывают на их сокращение. Основной причиной сокращение Антарктического льда считается повышение температуры вследствие глобального потепления, но также многие авторы указывают на влияние различных светопоглащающих веществ, таких как черный углерод, оседающих на поверхности и уменьшающих альбедо ледяного покрова, тем самым приводя к их таянию. Что касается работ посвященным горным ледникам Центрального Кавказа, то в них нет противоречий на счет изменения баланса ледников. Во всех работах указывается, на постепенное, хотя и неравномерное таяние ледников, которое ускорилось за последние 60 лет. В литературе на данный момент имеется одна единственная работа, посвященная черному углероду на Центральном Кавказе. В ней показаны данные полученные из ледяных кернов, пробуренных на высокогорной площадке г. Эльбрус. В работе говорится, что в первой половине 20-го века, антропогенные выбросы из Европы привели к увеличению концентраций черного углерода на Эльбрусе, в 1,5 раза по отношению к его уровню в доиндустриальную эпоху (до 1850 года). Интересные данные были получены из слоя керна за 2003 год, которые показали присутствие максимальной концентрации и более крупных частиц черного углерода в этом году. В свою очередь, другие исследователи, также работавшие с этим керном, отмечали, что именно в 2003 году происходило интенсивное таяние снега. Исходя из всего вышесказанного, можно предположить, что информация о концентрациях и размерах светопоглащающих частиц может предоставить важную информацию, необходимую для определения таяния ледников полярных и горных регионов.

Еще

Черный углерод, деградация ледников, альбедо, снежный покров, антарктида, центральный кавказ

Короткий адрес: https://sciup.org/148315320

IDR: 148315320   |   DOI: 10.24411/2073-1035-2020-10315

Список литературы Влияние светопоглащающих частиц на дегляциацию ледников полярных и горных территорий

  • Marrakech communiqué / CCAC 8th High Level Assembly - November 2016, Marrakech. P. 3.
  • Bond T.C., Doherty S.J., Fahey D.W., Forster P.M., Berntsen T., De Angelo B.J., Flanner M.G., Ghan S., Karcher B., Koch D., Kinne S., Kondo Y., Quinn P.K., Sarofim M.C., Schultz M.G., Schulz M., Venkataraman C., Zhang H., Zhang S., Bellouin N., Guttikunda S.K., Hopke P.K., Jacobson M.Z., Kaiser J.W., Klimont Z., Lohmann U., Schwarz J.P., Shindell D., Storelvmo T., Warren S.G., Zender C.S. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment // J. Geophys. Res. At-mos. 2013. Vol. 118, no. 11, 5380-5552. D01:10.1002/jgrd.50171.
  • AMAP, 2015. AMAP Assessment 2015: Black carbon and ozone as Arctic climate forcers. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway. vii + 116 pp.
  • Hilden M., Kupiainen K., Forsius M., Salonen R. Curbing black carbon emissions slows warming in the Arctic. SYKE Policy Brief. 2017.
  • Виноградов А.А. Эмиссии антропогенного черного углерода в атмосферу: распределение по территории России // Оптика атмосферы и океана. 2014. № 12. С. 1059-1065.
  • Jacobson M.Z. Investigating cloud absorption effects: Global absorption properties of black carbon, tar balls, and soil dust in clouds and aerosols // Journal of Geophysical Research Atmospheres. 2012. Vol. 117, Issue D6. DOI: 10.1029/2011JD017218.
  • National report on the actions on black carbon and methane emissions reduction in accordance with the Framework for Action on Enhanced Black Carbon and Methane Emissions Reductions (April 24, 2015, Iqaluit, Canada).
  • Виноградова А.А., Смирнов Н.С., Коротков B.Н. Аномальные пожары 2010 и 2012 гг. на территории России и поступление черного углерода в Арктику // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29, № 6. С. 482-487.
  • Котляков В.М. О современном увеличении массы ледникового покрова Антарктиды // Материалы гляциологических исследований. Хроника, обсуждение. 1962. Вып. 5. С. 39-44.
  • Zwally J.H., Li J., Robbins J.W., Saba J.L., Yi D., Brenner A.C. Mass gains of the Antarctic ice sheets exceeded losses // Journ. of Glaciology. 2015. Vol. 61, № 230. P. 1019-1036. DOI: 10.3189/2015JoG15J071.
  • МГЭИК, 2013 г.: Резюме для политиков. Содержится в публикации Изменение климата, 2013 г.: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Стоккер Т.Ф., Цинь Д., Платтнер Дж.-К., Тигнор М., Аллен C.К., Бошунг Дж., Науэлс А., Ся Ю., Бекс В., Мидглей П.М. (редакторы)]. Кембридж, Соединенное Королевство, и Нью-Йорк, США: Кембридж Юниверсити Пресс, 2013.
  • Shepherd A., Ivins E.R., Geruo F., Barletta V.R., Bentley M.J., Bettadpur S., Briggs K.H., Bromwich D.H., Forsberg R., Galin N., Horwath M., Jacobs S., Joughin I., King M.A., Lenaerts J.T.M., Li J., Ligtenberg S.R.M., Luckman A., Luthcke S.B., McMillan M., Meister Rakia Mi.G., Mouginot J., Muir A., Nicolas J.P., Paden J., Payne A.J., Pritchard H., Rignot E., Rott H., Sorensen L.S., Scambos T.A., Scheuchl B., Schrama E.J.O., Smith B., Sundal A.V., van Angelen J.H., vandeBerg W.J., vanden Broeke M.R., Vaughan D.G., Velicogna I., Wahr J., Whitehous L., Wingham D.J., Yi D., Young D., Zwally H.J. A Reconciled Estimate of Ice-Sheet Mass Balance // Science. 2012. Vol. 338, № 6111. P. 1183-1189. DOI: 10.1126/ science. 1228102.
  • Rignot E., Velicogna I., van den Broeke M.R., Monaghan A., Lenaerts J. Acceleration of the contribution of the Greenland and Antarctic ice sheets to sea level rise // Geophysical Research Letters. 2011. Vol. 38, Issue 5. DOI: 10.1029/2011GL046583.
  • Dickens W.A., Kuhn, G., Leng, M.J. et al. Graham A.G.C., Dowdeswell J.A., Meredith M.P., Hillenbrand C.-D., Hodgson D.A., Roberts S.J., Sloane H., Smith J.A. Enhanced glacial discharge from the eastern Antarctic Peninsula since the 1700s associated with a positive Southern Annular Mode // Scientific Reports. 2019. 9, 14606. DOI: 10.1038/s41598-019-50897-4.
  • Feldmann J., Levermann A., Mengel M.. Stabilizing the West Antarctic Ice Sheet bysurface mass deposition.Science Advances 2019. Vol. 5, no. 7, eaaw4132. DOI: 10.1126/sciadv.aaw4132.
  • Gogoi M.M., Babu S., Pandey S.K., Nair V.S., Vaishya A., Girach I.A., Koushik N. Scavenging ratio of black carbon in the Arctic and the Antarctic // Polar Science. 2018. Vol. 16. P. 10-22. DOI: 10.1016/j.polar.2018.03.002.
  • Khan A.L., McMeeking G.R., Schwarz J.P., Xian P., Welch K.A., Berry Lyons W., McKnight D.M. Near surface refractory black carbon observations in the atmosphere and snow in the McMurdo Dry Valleys, Antarctica, and potential impacts of foehn winds // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2018. Vol. 123, Issue 5. P. 2877-2887. DOI: org/10.1002/2017JD027696.
  • Khan A.L., Klein A.G., Katich J.M., Xian P. Local Emissions and Regional Wildfires Influence Refractory Black Carbon Observations Near Palmer Station, Antarctica // Frontiers in Earth Science. 2019. Vol. 7, id.49. DOI: 10.3389/feart.2019.00049.
  • Warren S.G., Wiscombe W.J. A model for the spectral albedo of snow. II: snow containing atmospheric aerosols // Journal of the Atmospheric Sciences. 1980. Vol. 37. P. 2734-2745.
  • Casey K.A., Kaspari S.D., Skiles S.M., Kreutz K., Handley M.J. The spectral and chemical measurement of pollutants on snow near South Pole, Antarctica // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2017. Vol. 122, Issue 12. P. 6592-6610. DOI: 10.1002/2016JD026418.
  • Hansen A.D.A., Lowenthal D.H., Chow J.C., Watson J.G. Black Carbon Aerosol at McMurdo Station, Antarctica // Journal of the Air & Waste Management Association. 2001. Vol. 51, Issue 4. P. 593-600. DOI: 10.1080/10473289.2001.10464283.
  • Chaubey J.P., Moorthy K.K., Babu S.S., Nair V.S., Tiwari A. Black carbon aerosols over coast al Antarctica and its scavenging by snow during the Southern Hemispheric summer // Journal of Geophysical Research. 2010. Vol. 115. D10210. DOI: 10.1029/2009JD013381.
  • McConnell J.R. New Directions: Historical black carbon and other ice core aerosol records in the Arctic for GCM evaluation // Atmospheric Environment. 2010. Vol. 44. P. 2665-2666.
  • UNEP and WMO. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone, Nairobi, Kenya. 2011.
  • Пастухов А.В. Сообщение о восхождении на Эльбрус 31 июля 1890 года // Зап. Кавказского отдела Русского геогр. общества. Кн. 15. Тифлис, 1893. С. 22-37.
  • Калесник С.В. Горные ледниковые районы СССР. Л.;М.: Гидрометеоиздат, 1937. 182 с.
  • Кравцова В.И., Лосева В.Г. Изменение оледенения Эльбруса за 100 лет (результаты картомет-рических работ). Успехи советской гляциологии. Материалы 3-го Всес. гляциол. симпозиума, Фрунзе, 1968. С. 262-270.
  • Золотарёв Е.А., Харьковец Е.Г. Оледенение Эльбруса в конце ХХ в. (цифровая ортофотокарта Эльбруса на 1997 г.) // Материалы гляциологических исследований. 2000. Вып. 89. С. 175-181.
  • Рототаева О.В., Носенко Г.А., Керимов А.М., Кутузов С.С., Лаврентьев И.И, Никитин С.А., Керимов А.А., Тарасова Л.Н. Изменения баланса массы ледника Гарабаши (Эльбрус) на рубеже XX-XXI вв. // Лёд и Снег. 2019. Т. 59, № 1. С. 5-22.
  • Рототаева О.В., Носенко Г.А., Хмелевской И.Ф., Тарасова Л.Н. Балансовое состояние ледника Гарабаши (Эльбрус) в 80-х и 90-х годах XX столетия // Материалы гляциологических исследований. 2003. Вып. 95. С. 111-121.
  • Золотарёв Е.А., Харьковец Е.Г. Эволюция оледенения Эльбруса после малого ледникового периода // Лёд и Снег. 2012. Т. 52, № 2. С. 15-22.
  • Кутузов С.С, Михаленко В.Н., Шахгеда-нова M., Жино П., Козачек А.В., Лаврентьев И.И., Кудерина Т.М., Попов Г.В. Пути дальнего переноса пыли на ледники Кавказа и химический состав снега на Западном плато Эльбруса // Лёд и Снег. 2014. Т. 54, № 3. С. 5-15. DOI: org/10.15356/2076-6734-2014-3-5-15.
  • Davitaya F.F. Dust content as a factor affecting glaciation and climatic change // Ann. Assoc. Amer. Geogr. 1969. Vol. 59, № 3. P. 552-560.
  • Залиханов М.Ч., Керимов А.М., Степанов Г.В., Черняк М.М Загрязнение ледников Центрального Кавказа // Материалы гляциологических исследований. 1992. Вып. 75. С. 15-22.
  • Рототаева О.В., Керимов А.М., Хмелевской И.Ф. Содержание макроэлементов в ледниках южного склона Эльбруса // Материалы гляциологических исследований. 1999. Вып. 87. С. 98-105.
  • Торопов П.А., Михаленко В.Н., Кутузов С.С., Морозова П.А., Шестакова А.А. Температурный и радиационный режим ледников на склонах Эльбруса в период абляции за последние 65 лет // Лёд и Снег. 2016. Т. 56, № 1. С. 5-19. DOI: org/10.15356/2076-6734-2016-1-5-19.
  • Lim S., Fain X., Ginot P., Mikhalenko V., Ku-tuzov S., Paris J.-D., Kozachek A., Laj P. Black carbon variability since preindustrial times in the eastern part of Europe reconstructed from Mt. Elbrus, Caucasus, ice cores // Atmos. Chem. Phys. 2017. Vol. 17. P. 34893505. DOI: 10.5194/acp-17-3489-2017.
  • Kozachek A., Mikhalenko V., Masson-Delmotte V., Ekaykin A., Ginot P., Kutuzov S., Legrand M., Lipenkov V., Preunkert S. Large-scale drivers of Caucasus climate variability in meteorological records and Mt Elbrus ice cores // Clim. Past Discuss. 2016. DOI: 10.5194/cp-2016-62.
  • Flanner M.G., Zender C.S., Randerson J.T., Rasch P.J. Present-day climate forcing and response from black carbon in snow // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. D11202. DOI: 10.1029/2006jd008003.
  • Schwarz J.P., Gao R.S., Perring A.E., Spack-man J.R., Fahe, D.W. Black carbon aerosol size in snow // Scientific Reports. 2013. Vol. 3. P. 1356. DOI: 10.1038/srep01356.
Еще
Статья научная