Изучение взаимосвязи между концентрациями приземного озона и оксидов азота в воздухе города Челябинска
исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-27-20017 и при финансовой поддержке Правительства Челябинской области, https://rscf.ru/prjcard_int?24-27-20017
DOI:
https://doi.org/10.52575/2712-7443-2026-50-1-105-117Ключевые слова:
приземный озон, оксид азота (IV), оксид азота (II), инверсия, тепловой островАннотация
Целью работы является выявление закономерностей изменения концентраций приземного озона и оксидов азота как его прекурсоров в крупном российском промышленном городе Челябинске. Исследования проводились путем анализа суточных данных со стационарных станций государственной сети наблюдений за условиями окружающей среды сети Росгидромет. С помощью метеорологического температурного профилемера были изучены инверсии, получены характеристики инверсионного слоя в условиях крупного промышленного города. Показано, как инверсии и особенности микроклимата в местах расположения станций влияют на загрязнение атмосферного воздуха в Челябинске. С использованием технологий дистанционного зондирования Земли изучен тепловой остров города. Анализ изображения Landsat 8 показал, что максимальная температура поверхности Земли на территории города в зонах промышленных площадок и крупных транспортных узлов аномально повышается. При изучении суточного хода приземного озона наблюдался аномальный максимум в ночное время в условиях формирования инверсий.
Скачивания
Библиографические ссылки
Список литературы
Марочко А.Ю., Шойхет Я.Н., Лазарев А.Ф. 2011. Содержание озона, антропотехногенное за-грязнение атмосферы и риск возникновения меланомы кожи. Дальневосточный меди-цинский журнал, 1: 29–30.
Симакина Т.Е. Крюкова С.В. 2020. Пространственно-временное распределение концентрации приземного озона в Санкт-Петербурге. Гидрометеорология и экология. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета, 61: 407–420. https://doi.org/10.33933/2074-2762-2020-61-407-420.
Смертин Г.Ю., Насырова Э.С. 2023. Исследование острова тепла города Уфа по данным спутниковых снимков. Успехи современного естествознания, 5: 42–47. https://doi.org/10.17513/use.38039.
Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., … Shirotov V.V. 2021. Surface Ozone Concentration over Russian Territory in the First Half of 2020. Atmospheric and Oceanic Optics, 33(6): 671–681. https://doi.org/10.1134/S1024856020060184.
Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., … Shukurov K.A. 2022. Tropospheric Ozone Concentration on the Territory of Russia in 2021. Atmospheric and Oceanic Optics, 35(6): 741–757. https://doi.org/10.1134/S1024856022060033.
Berezina E.V., Moiseenko K.B., Skorokhod A.I., Pankratova N.V., Belikov I., … Elansky N.F. 2020. Impact of VOCs and NOx on Ozone Formation in Moscow. Atmosphere, 11(11): 1262. https://doi.org/10.3390/atmos11111262.
Dewan S., Lakhani A. 2022. Tropospheric Ozone and Its Natural Precursors Impacted by Climatic Changes in Emission and Dynamics. Frontiers Environmental Science, 10: 1007942. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1007942.
Di Bernardino A., Mevi G., Iannarelli A.M., Falasca S., Cede A., … Casadio S. 2023. Temporal Variation of NO2 and O3 in Rome (Italy) from Pandora and in Situ Measurements. Atmosphere, 14(3): 594. https://doi.org/10.3390/atmos14030594.
Donzelli G., Suarez-Varela M.M. 2024. Tropospheric Ozone: a Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Atmosphere, 15(7): 779. https://doi.org/10.3390/atmos15070779.
Krupnova T.G., Rakova O.V., Plaksina A.L., Gavrilkina S.V., Baranov E.O., Abramyan A.D. 2020. Short Communication: Effect of Urban Greening and Land Use on Air Pollution in Chelyabinsk, Russia. Biodiversitas, 21(6): 2716–2720. https://doi.org/10.13057/biodiv/d210646.
Krupnova T.G., Rakova O.V., Simakhina V.I., Vykhodtseva E.A., Kochegorov V.M. 2024. Surface Ozone in the Industrial City of Chelyabinsk, Russia. Geography, Environment, Sustainability, 17(4): 223–234. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2024-3364.
Lai L.W., Cheng W.L. 2009. Air Quality Influenced by Urban Heat Island Coupled with Synoptic Weather Patterns. The Science of the Total Environment, 407(8): 2724–2733. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.12.002.
Moiseenko K.B., Vasileva A.V., Skorokhod A.I., Belikov I.V., Repin A.Y., Shtabkin Y.A. 2021. Regional Impact of Ozone Precursor Emissions on NOX and O3 Levels at ZOTTO Tall Tower in Central Siberia. Earth and Space Science, 8(7): e2021EA001762. https://doi.org/10.1029/2021EA001762.
Mousavinezhad S., Ghahremanloo M., Choi Y., Pouyaei A., Khorshidian N., Sadeghi B. 2023. Surface Ozone Trends and Related Mortality Across the Climate Regions of the Contiguous United States During the Most Recent Climate Period, 1991–2020. Atmospheric Environment, 300: 119693. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.119693.
Nguyen D.H., Lin C., Vu C., Vo T.D.H., Bui X.T. 2022. Tropospheric Ozone and NOx: A Review of Worldwide Variation and Meteorological Influences. Environmental Technology and Innovation, 28(1):102809. https://doi.org/10.1016/j.eti.2022.102809.
Pichelli E., Ferretti R., Cacciani M., Siani A.M., Ciardini V., Di Iorio T. 2014. The Role of Urban Boundary Layer Investigated with High-Resolution Models and Ground-Based Observations in Rome Area: a Step Towards Understanding Parameterization Potentialities. Atmospheric Measurement Techniques, 7(1): 315–332. https://doi.org/10.5194/amt-7-315-2014.
Salonen H., Salthammer T., Morawska L. 2018. Human Exposure to Ozone in School and Office Indoor Environments. Environment International, 119: 503–514. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.07.012.
Stathopoulou E., Mihalakakou G., Santamouris M., Bagiorgas H.S. 2008. On the Impact of Temperature on Tropospheric Ozone Concentration Levels in Urban Environments. Journal of Earth System Science, 117(3): 227–236. https://doi.org/10.1007/s12040-008-0027-9.
Thorp T., Arnold S.R., Pope R.J., Spracklen D.V., Conibear L., … Petäj̈ä T. 2021. Late-Spring and Summertime Tropospheric Ozone and NO2 in Western Siberia and the Russian Arctic: Regional Model Evaluation and Sensitivities. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(6): 4677–4697. https://doi.org/10.5194/acp-21-4677-2021.
Virolainen Y.A., Ionov D.V., Polyakov A.V. 2023. Analysis of Long-Term Measurements of Tropospheric Ozone at the St. Petersburg State University Observational Site in Peterhof. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 59(3): 287–295. https://doi.org/10.1134/S000143382303009X.
Zhang J., Wei Y., Fang Z. 2019. Ozone Pollution: A Major Health Hazard Worldwide. Frontiers in Immunology, 10: 2518. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02518.
References
Marochko A.Yu., Shoykhet Ya.N., Lazarev A.F. 2011. Ozone Content, Anthropogenic Pollution of the Atmosphere and the Risk of Skin Melanoma. Dal'nevostochnyy meditsinskiy zhurnal, 1: 29–30 (in Russian).
Simakina T.E., Kryukova S.V. 2020. Spatio-Temporal Distribution of Surface Ozone in Saint Pe-tersburg. Hydrometeorology and Ecology. Proceedings of the Russian State Hydrometeoro-logical University, 61: 407–420 (in Russian). https://doi.org/10.33933/2074-2762-2020-61-407-420.
Smertin G.Yu., Nasyrova E.S. 2023. Research of Heat Island in Ufa City According to Satellite Images. Advances in Current Natural Sciences, 5: 42–47 (in Russian). https://doi.org/10.17513/use.38039.
Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., … Shirotov V.V. 2021. Surface Ozone Concentration over Russian Territory in the First Half of 2020. Atmospheric and Oceanic Optics, 33(6): 671–681. https://doi.org/10.1134/S1024856020060184.
Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., … Shukurov K.A. 2022. Tropospheric Ozone Concentration on the Territory of Russia in 2021. Atmospheric and Oceanic Optics, 35(6): 741–757. https://doi.org/10.1134/S1024856022060033.
Berezina E.V., Moiseenko K.B., Skorokhod A.I., Pankratova N.V., Belikov I., … Elansky N.F. 2020. Impact of VOCs and NOx on Ozone Formation in Moscow. Atmosphere, 11(11): 1262. https://doi.org/10.3390/atmos11111262.
Dewan S., Lakhani A. 2022. Tropospheric Ozone and Its Natural Precursors Impacted by Climatic Changes in Emission and Dynamics. Frontiers Environmental Science, 10: 1007942. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1007942.
Di Bernardino A., Mevi G., Iannarelli A.M., Falasca S., Cede A., … Casadio S. 2023. Temporal Variation of NO2 and O3 in Rome (Italy) from Pandora and in Situ Measurements. Atmosphere, 14(3): 594. https://doi.org/10.3390/atmos14030594.
Donzelli G., Suarez-Varela M.M. 2024. Tropospheric Ozone: a Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Atmosphere, 15(7): 779. https://doi.org/10.3390/atmos15070779.
Krupnova T.G., Rakova O.V., Plaksina A.L., Gavrilkina S.V., Baranov E.O., Abramyan A.D. 2020. Short Communication: Effect of Urban Greening and Land Use on Air Pollution in Chelyabinsk, Russia. Biodiversitas, 21(6): 2716–2720. https://doi.org/10.13057/biodiv/d210646.
Krupnova T.G., Rakova O.V., Simakhina V.I., Vykhodtseva E.A., Kochegorov V.M. 2024. Surface Ozone in the Industrial City of Chelyabinsk, Russia. Geography, Environment, Sustainability, 17(4): 223–234. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2024-3364.
Lai L.W., Cheng W.L. 2009. Air Quality Influenced by Urban Heat Island Coupled with Synoptic Weather Patterns. The Science of the Total Environment, 407(8): 2724–2733. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.12.002
Moiseenko K.B., Vasileva A.V., Skorokhod A.I., Belikov I.V., Repin A.Y., Shtabkin Y.A. 2021. Regional Impact of Ozone Precursor Emissions on NOX and O3 Levels at ZOTTO Tall Tower in Central Siberia. Earth and Space Science, 8(7): e2021EA001762. https://doi.org/10.1029/2021EA001762.
Mousavinezhad S., Ghahremanloo M., Choi Y., Pouyaei A., Khorshidian N., Sadeghi B. 2023. Surface Ozone Trends and Related Mortality Across the Climate Regions of the Contiguous United States During the Most Recent Climate Period, 1991–2020. Atmospheric Environment, 300: 119693. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.119693.
Nguyen D.H., Lin C., Vu C., Vo T.D.H., Bui X.T. 2022. Tropospheric Ozone and NOx: A Review of Worldwide Variation and Meteorological Influences. Environmental Technology and Innovation, 28(1):102809. https://doi.org/10.1016/j.eti.2022.102809.
Pichelli E., Ferretti R., Cacciani M., Siani A.M., Ciardini V., Di Iorio T. 2014. The Role of Urban Boundary Layer Investigated with High-Resolution Models and Ground-Based Observations in Rome Area: a Step Towards Understanding Parameterization Potentialities. Atmospheric Measurement Techniques, 7(1): 315–332. https://doi.org/10.5194/amt-7-315-2014.
Salonen H., Salthammer T., Morawska L. 2018. Human Exposure to Ozone in School and Office Indoor Environments. Environment International, 119: 503–514. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.07.012.
Stathopoulou E., Mihalakakou G., Santamouris M., Bagiorgas H.S. 2008. On the Impact of Temperature on Tropospheric Ozone Concentration Levels in Urban Environments. Journal of Earth System Science, 117(3): 227–236. https://doi.org/10.1007/s12040-008-0027-9.
Thorp T., Arnold S.R., Pope R.J., Spracklen D.V., Conibear L., … Petäj̈ä T. 2021. Late-Spring and Summertime Tropospheric Ozone and NO2 in Western Siberia and the Russian Arctic: Regional Model Evaluation and Sensitivities. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(6): 4677–4697. https://doi.org/10.5194/acp-21-4677-2021.
Virolainen Y.A., Ionov D.V., Polyakov A.V. 2023. Analysis of Long-Term Measurements of Tropospheric Ozone at the St. Petersburg State University Observational Site in Peterhof. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 59(3): 287–295. https://doi.org/10.1134/S000143382303009X.
Zhang J., Wei Y., Fang Z. 2019. Ozone Pollution: A Major Health Hazard Worldwide. Frontiers in Immunology, 10: 2518. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02518.
Просмотров аннотации: 1
Поделиться
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Copyright (c) 2026 Региональные геосистемы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
