Влияние антропогенных и естественных эмиссий парниковых и загрязняющих примесей на климатические и экосистемные изменения в Евразии

Наблюдаемые в последние десятилетия изменения природной среды и климата Земли оказывают прямое и отложенное влияние на социально-экономическое развитие России. Прогноз экосистемных и климатических рисков необходим для разработки планов адаптации индустрии страны, транспортной инфраструктуры, сельского хозяйства, других областей экономики к ожидаемым изменениям. Его основой является понимание и моделирование сложных взаимосвязей между атмосферными процессами (динамикой разных масштабов, изменением состава, радиационными свойствами) и состоянием экосистем.

Впервые в одном проекте будет осуществлена попытка изучения взаимосвязи глобальных и региональных изменений состава атмосферы с климатическими изменениями, сдвигами в экосистемах и среде человеческого обитания на территории Евразии, в частности, на территории России и Китая.

Проект направлен на изучение комплексного воздействия антропогенных и естественных эмиссий атмосферных примесей на климатические и экосистемные изменения в Евразии.

Международная научная группа объединяет несколько сложившихся с участием ИФА РАН коопераций: действующей с 1992 г. Российско-китайской лаборатории физики атмосферы (Chinese-Russian Laboratory of Atmospheric Physics, CRLAP), Российско-Белорусской сети спектральных (DOAS) измерений состава атмосферы, - с включением экспертов из Германии для моделирования экосистемных изменений. Планируемые экспериментальные исследования охватывают территории Восточной Европы и Северо-Восточной Азии, что позволит собрать информацию практически о всех основных климатических зонах и экосистемах Евразии.

Планируется проведение масштабных исследований пространственно-временного распределения парниковых газов (ПГ) и загрязняющих примесей (ЗП) атмосферы, структуры параметров тропосферы, влияющих на распространение атмосферных примесей, над территорией Евразии с использованием результатов собственных наблюдений российских, китайских и белорусских станций мониторинга состава атмосферы, а также данных международных станций Global Atmospheric Watch (GAW) и AERONET и спутниковых наблюдений. Особое внимание планируется уделить исследованиям эпизодов высоких загрязнений атмосферы в крупных городах-мегаполисах, районах промышленных агломераций и природных пожаров. Будут получены характеристики суточных, сезонных и межгодовых вариаций, оценки природных и антропогенных эмиссий ПГ и ЗП для разных регионов и для всей Евразии, прогностические оценки изменений состава атмосферы.

Эмпирические данные, полученные в рамках проекта будут использованы для верификации блоков углеродного цикла и динамики наземных экосистем в глобальной климатической модели Института физики атмосферы им. А.М.Обухова Российской академии наук (КМ ИФА РАН). При этом блок динамики растительности для этой модели будет разработан в рамках выполнения работ по проекту. Блок углеродного цикла модели, в свою очередь, будет расширен учётом сезонной динамики потоков углерода между атмосферой и наземными экосистемами, учётом влияния молниевой активности и антропогенной деятельности на частоту возникновения природных пожаров и влиянием поражающего действия сульфатных аэрозолей на фотосинтезирующие органы наземных растений. После верификации с моделью будут проведены численные эксперименты, соответствующие условиям международного проекта CMIP5 (Coupled Models Intercomparison Project,. phase 5). Они позволят оценить отклик климата и наземных экосистем на внешние воздействия, ожидаемые в XXI-XXIII веках. Все эксперименты с климатической моделью будут поставлены в ансамблевой форме.

В работе группы примут участие высококлассные специалисты из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА РАН), Института физики атмосферы Китайской академии наук (ИФА КАН), Института акустики Китайской академии наук (ИА КАН), Белорусского государственного университета (Национальный научно-исследовательский центр мониторинга озоносферы БГУ и НИИ Прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко БГУ) и из Института биогеохимии им. М. Планка (Германия).