Измерение парниковых газов городских и фоновых территорий
Аннотация
Работа посвящена изучению интенсивности эмиссии парниковых газов городских и фоновых территорий и их сравнению. Помимо полученных в процессе настоящей работы материалов, в анализ вошли материалы, предоставленные научным руководителем (дан-ные по г. Екатеринбург).
Цель – расчет интенсивностей эмиссий парниковых газов (CO2 и CH4) по данным измерений их концентраций на измерительной станции в Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой и сравнение их с интенсивностью эмиссий CO2 и CH4 на городской территории.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассчитать среднемесячные и среднегодовые значения интенсивности эмиссии CO2 и CH4 для IX 2021–III 2022 гг. и определить площадь располо-жения источников формирующих ночные потоки;
2. Выявить различия/сходства интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на город-ской и фоновой территориях;
3. Определить наличие/отсутствие сезонной зависимости интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на городской и фоновой территориях и найти ее осо-бенности;
4. Проследить особенности в месячной динамике интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на городской и фоновой территориях;
5. Выполнить сравнение полученных значений интенсивности эмиссии с аналогичными независимыми литературными данными оценки интенсив-ности эмиссии CO2 и CH4;
6. Выполнить расчет бюджета неопределенности и оценить точность выбран-ного метода в настоящей работе.
Используя метод ночных эмиссий (боксовый метод / метод «гигантских камер») бы-ли рассчитаны значения интенсивностей эмиссий диоксида углерода и метана по данным измерений их концентрации на измерительной станции в Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой с сентября 2021 по март 2022 гг. Используя инстру-менты программ RStudio и MS Excel были обработаны и проанализированы данные с га-зоанализатора, метеорологической станции и других источников для выполнения расче-тов интенсивности эмиссии CO2 и CH4.
По результатам расчетов были получены среднегодовые значения интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на территории Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой, которые составили 3559,23 ± 1707,31 т/км2·год для диоксида углерода и 15,51 ± 6,37 т/км2·год для метана.
За исследуемый период наблюдалось 206 случаев ночного накопления CO2 и 195 CH4. Среднее время накопления парниковых газов составило около 3,5 ч для CO2 и 3 ч для CH4. Если принять скорость ветра равной 1 м/с, то можно оценить размер площади, ис-точники которой формировали ночные потоки примесей. Для CO2 – 12,6 км, а для CH4 – 10,8 км.
В целом, за исследуемый период выявлена сезонная зависимость интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на территории КАО, характеризующаяся максимальными значениями в сентябре – 8082,98 ± 3638,82 т/км2·год для CO2 и 30,60 ± 11,41 т/км2·год для CH4, и ми-нимальными в феврале – 1083,84 ± 617,74 т/км2·год для CO2 и 3,50 ± 1,76 т/км2·год для CH4;
Сравнивая значение интенсивности CO2 рассчитанное в настоящей работе и тот же показатель для городских территорий, можно выделить различия в интенсивности эмис-сии CO2 за исследованный период. В городе интенсивность эмиссии диоксида углерода больше, чем на фоновой территории на ~60 %.
Также найдены различия в сезонной динамике интенсивности эмиссии CH4 на го-родской и фоновой территориях. В городе интенсивность эмиссии метана характеризует-ся более стабильными сезонными значениями. Наибольшее изменение интенсивности эмиссии в г. Екатеринбург (декабрь–февраль) составило 8,18 ± 5,98 т/км2·год. В с. Слобо-да это значение составило 23,14 ± 5,98 т/км2·год (ноябрь–февраль).
Цель – расчет интенсивностей эмиссий парниковых газов (CO2 и CH4) по данным измерений их концентраций на измерительной станции в Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой и сравнение их с интенсивностью эмиссий CO2 и CH4 на городской территории.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассчитать среднемесячные и среднегодовые значения интенсивности эмиссии CO2 и CH4 для IX 2021–III 2022 гг. и определить площадь располо-жения источников формирующих ночные потоки;
2. Выявить различия/сходства интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на город-ской и фоновой территориях;
3. Определить наличие/отсутствие сезонной зависимости интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на городской и фоновой территориях и найти ее осо-бенности;
4. Проследить особенности в месячной динамике интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на городской и фоновой территориях;
5. Выполнить сравнение полученных значений интенсивности эмиссии с аналогичными независимыми литературными данными оценки интенсив-ности эмиссии CO2 и CH4;
6. Выполнить расчет бюджета неопределенности и оценить точность выбран-ного метода в настоящей работе.
Используя метод ночных эмиссий (боксовый метод / метод «гигантских камер») бы-ли рассчитаны значения интенсивностей эмиссий диоксида углерода и метана по данным измерений их концентрации на измерительной станции в Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой с сентября 2021 по март 2022 гг. Используя инстру-менты программ RStudio и MS Excel были обработаны и проанализированы данные с га-зоанализатора, метеорологической станции и других источников для выполнения расче-тов интенсивности эмиссии CO2 и CH4.
По результатам расчетов были получены среднегодовые значения интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на территории Коуровской астрономической обсерватории им. К. А. Бархатовой, которые составили 3559,23 ± 1707,31 т/км2·год для диоксида углерода и 15,51 ± 6,37 т/км2·год для метана.
За исследуемый период наблюдалось 206 случаев ночного накопления CO2 и 195 CH4. Среднее время накопления парниковых газов составило около 3,5 ч для CO2 и 3 ч для CH4. Если принять скорость ветра равной 1 м/с, то можно оценить размер площади, ис-точники которой формировали ночные потоки примесей. Для CO2 – 12,6 км, а для CH4 – 10,8 км.
В целом, за исследуемый период выявлена сезонная зависимость интенсивности эмиссии CO2 и CH4 на территории КАО, характеризующаяся максимальными значениями в сентябре – 8082,98 ± 3638,82 т/км2·год для CO2 и 30,60 ± 11,41 т/км2·год для CH4, и ми-нимальными в феврале – 1083,84 ± 617,74 т/км2·год для CO2 и 3,50 ± 1,76 т/км2·год для CH4;
Сравнивая значение интенсивности CO2 рассчитанное в настоящей работе и тот же показатель для городских территорий, можно выделить различия в интенсивности эмис-сии CO2 за исследованный период. В городе интенсивность эмиссии диоксида углерода больше, чем на фоновой территории на ~60 %.
Также найдены различия в сезонной динамике интенсивности эмиссии CH4 на го-родской и фоновой территориях. В городе интенсивность эмиссии метана характеризует-ся более стабильными сезонными значениями. Наибольшее изменение интенсивности эмиссии в г. Екатеринбург (декабрь–февраль) составило 8,18 ± 5,98 т/км2·год. В с. Слобо-да это значение составило 23,14 ± 5,98 т/км2·год (ноябрь–февраль).