Учёные обнаружили неожиданный источник загрязнения воздуха в российской Арктике

Вопреки всем имевшимся моделям, сжигание автомобильного топлива играет необычайно большую роль для атмосферы населённого пункта на берегу Северного Ледовитого океана.

Международная группа учёных, среди которых были исследователи из Тихоокеанского океанологического института РАН и Томского политехнического университета, обнаружили, что в арктической части Сибири имеется значительно больше твёрдых частиц тёмного углерода, чем считалось возможным. Вопреки ожиданиям, они появились там не от лесных пожаров, а от продуктов сгорания автомобильного топлива, хотя автотранспорт в Сибири довольно редок. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи проанализировали количество частиц тёмного углерода в районе Тикси — так называют чёрные частицы, остающиеся при неполном сгорании углеродсодержащих видов топлива. Из-за своих размеров (от 2,5 микрометра и менее) они легко разносятся ветрами на большие расстояния и образуют аэрозоли. Также эти частицы проникают в дыхательные пути, вызывают болезни и преждевременную смерть.

В данном исследовании учёных интересовал не столько медицинский аспект наносимого частицами вреда, сколько климатологический. В условиях Арктики они в конце концов ложатся на снег и способствуют его более быстрому таянию. Ранее сибирская часть Арктики практически не изучалась в этом отношении.

Авторы работы отмечают, что частиц тёмного углерода в воздухе Арктики оказалось больше, чем можно было бы ожидать — от 8 до 302 нанограммов на кубометр воздуха в зависимости от времени года. Это сравнимо с их концентрацией в больших городах в плотно заселённой местности. Главным источником таких частиц в Тикси неожиданно оказался автотранспорт. Судя по изотопному составу частиц, 38 процентов всего тёмного углерода там — результат сгорания автомобильного топлива. Ещё 35 процентов приходится на сжигание топлива в домашних целях (60 процентов составили дрова, а 39 процентов — уголь), примерно 1 процент — на жидкие виды топлива.

Природные пожары дали 12 процентов от всех частиц тёмного углерода. Такие частицы могли прийти в Тикси с южными ветрами. Электростанции ответственны за 9 процентов тёмного углерода, а газовые факелы (сжигание попутного газа) — лишь за шесть процентов. Обычно именно факелы и электростанции вместе с лесными пожарами считаются главными источниками загрязнения воздуха в слабо заселённых частях Сибири.

Основная часть загрязнений в Тикси, несмотря на его население менее чем пять тысяч человек, имеет местное происхождение. На это указывает сезонный фактор. Летом загрязнения падают до 8 нанограммов на кубометр воздуха, а зимой и в начале весны достигают более 300. Зимой в Тикси особенно активно сжигают топливо всех видов, а механизм очистки атмосферы дождями практически не идёт. Как показывает новая работа, местные факторы загрязнения воздуха в сибирской части Арктики радикально недоучитывались существующими моделями. Автотранспорт, несмотря на свою малочисленность, даёт значительно больше тёмного углерода, чем можно было ожидать. Причины этого не вполне ясны. Однако это может во многом объяснить усилившуюся в последние десятилетия тенденцию образования весной аэрозолей с такими частицами над арктическими районами России.