Аэрозоли - влияние на осадконакопление и условия среды в Арктике

• Автор: Шевченко, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 04.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 с. : ил.

ВЕДЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

, АЭРОЗОЛИ АРКТИКИ (литературный обзор)
1.1. Географическая характеристика Северного Ледовитого океана
1.2. Аэрозоли Арктики
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ
2.1. Материалы
2.2. Методы экспедиционных исследований
2.2.1. Отбор аэрозолей
2.2.1.1. Сетевой метод
2.2.1.2. Фильтрация воздуха через фильтры
2.2.2. Измерение гранулометрического состава аэрозолей in situ
2.3. Изучение состава аэрозолей в лабораторных условиях
2.3.1. Определение гранулометрического состава с помощью электро-оптического счетчика
2.3.2. Оптическая микроскопия
2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия
2.3.4. Атомно-абсорбционная спектрофотометрия
2.3.5. Нейтронно-активационный анализ
. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЭРОЗОЛЕЙ АРКТИКИ
. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ АЭРОЗОЛЕЙ
. ВЕЩЕСТВЕННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ СОСТАВ АЭРОЗОЛЕЙ
. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ АЭРОЗОЛЕЙ
. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АЭРОЗОЛЕЙ
7.1. Химический состав индивидуальных аэрозольных частиц
7.2. Элементный состав нерастворимых аэрозолей
7.3. Элементный состав аэрозолей (с учетом морских солей)
. ПОТОКИ АЭРОЗОЛЕЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ЖЕАНА И ИХ РОЛЬ В ОСАДКОНАКОПЛЕНИИ
ЫВОДЫ
ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[РИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Арктика оказывает огромное влияние на природную среду всей Земли. Очень хрупкое равновесие между ее физическими, химическими и экологическими параметрами, определяемое очень низкими скоростями восстановления биологических ресурсов, делают Арктику индикатором глобальных изменений, регионом, где эти изменения дают знать о себе раньше, чем в других районах [Roederer, 1991; Bienfang, Ziemann, 1992; Кондратьев, Грассль, 1993; Кондратьев, Йоханнессен, 1993; Shaw, 1994; Vilchek et al., 1996; Гудкович и др., 1997; Arctic
Характерными особенностями Арктики являются низкие температуры и ярко выраженная сезонность, что отражается на составе и распределении воздушной и водной взвеси и на процессах осадконакопления [Лисицын, 1994]. Центральная часть Арктики круглый год покрыта льдом, шельфовые моря покрыты льдом большую часть года [Захаров, 1996; Морской лёд
жаниям взвеси в летнее время, в то время как в зимнее время они минимальны. Однако, максимальные концентрации аэрозолей в Арктике отмечены зимой и ранней весной (в декабре-апреле) [Rahn, McCaffrey, 1980; Barrie, 1986, 1996; Barrie, Barrie, 1990; Shaw, 1991, 1994; Mosher et al., 1993; Heintzenberg, Leek, 1994; Polissar et al., 1998 a, b].
Аэрозоли Арктики изучены крайне слабо. Между тем сравнительно с другими климатическими поясами здесь существуют особые условия, определяющие количество, свойства и состав аэрозольного материала. Прежде всего, это положение в высоких широтах - в области глобальной дивергенции в ячейках вертикальной циркуляции. Здесь происходит выход аэрозольного материала стратосферы (максимум содержания на высотах около 20 км), его смешение с материалом тропосферы и опускание в приземные слои с развитой облачностью, откуда этот материал осаждается. Эта модель подтверждается изучением радиоактивных выпадений после ядерных испытаний [Лавренчик, 1965].
Главная часть Арктики занята морем, но данных о закономерностях распределения аэрозольного вещества над морями высоких широт практически нет - большая часть наблюдений проведена на полярных станциях, расположенных на суше или на крупных островах.
Изучение аэрозолей проводилось ранее в Сибири, а также на островах Врангеля, Северная Земля, Земля Франца-Иосифа, на Шпицбергене и в Гренландии, а также в . полярной части Канады, на Аляске [Rahn, 1981; Виноградова и др., 1987, 1993; Расула, 1991; Rovinsky et al., 1995; Куценогий и др., 1998].
Аэрозоли Арктики изучались ранее в основном как воздушный источник загрязнений экосистемы [Barrie, 1986; 1996; Виноградова и др., 1988; Ровинский и др., 1989; Расула, 1991; Виноградова, 1992; Rovinsky et al., 1995]. Большинство авторов считает роль аэрозолей в поставке вещества в Арктику ничтожной [Darby et al., 1989; Macdonald et al., 1998].

В июле-сентябре 1995 г. аэрозоли в море Лаптевых изучались автором в ARK-XI/I рейсе германского научно-исследовательского ледокола "Polarstern" (начальник рейса А. Рахор).
В июле-августе 1996 г. автором были выполнены аэрозольные исследования в Норвежском, Гренландском и Баренцевом морях в 15-м рейсе НИС "Профессор Логачёв" (научные руководители рейса - Г.А. Черкашев и П. Вогт).
В июле - начале августа 1997 г. автор изучал аэрозоли в Баренцевом море и в проливе Фрама в ARK-XIII/2 рейсе германского научно-исследовательского ледокола "Polarstern" (начальник рейса Р. Штайн), а с конца августа до середины октября 1997 г. в Белом и Баренцевом морях в 11-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" (начальник рейса Ю.А. Иванов).
В июле 1998 г. автор проводил аэрозольные исследования в центральной части Северного Ледовитого океана в ARK-XIV/la рейсе германского научно-исследовательского ледокола "Polarstem" (начальник рейса В. Йокат).
Объем выполненных в различных рейсах аэрозольных исследований представлен в табл. 2.1. Время и координаты точек начала и конца пробоот-бора и измерения гранулометрического состава аэрозолей с помощью элек-тро-оптического счетчика in situ, направление и скорость ветра во время этих работ приведены в Приложении (табл. П-1 - П-4). Участки маршрутов судов, на которых проводился отбор проб аэрозолей, показаны на рис. 2.1 - 2.5.
2.2. МЕТОДЫ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для изучения аэрозолей во всех рейсах в Арктику использовались разработанные в Институте океанологии РАН методики, которые применялись ранее при работах в разных частях Мирового океана, поэтому полученные нами данные могут быть сопоставлены с результатами исследований, выполняемых в ИО РАН более 40 лет.