2017 - 2020 гг.

Исследование структуры и изменчивости концентрации приземного аэрозоля и облачных ядер конденсации на базе многолетних ежедневных наблюдений.

В ходе выполнения темы 1.6.7.3 были получены следующие результаты:

• Разработана и утверждена «Методики аэрозольных измерений» в ЦАО.
• Результаты исследований среднемесячных концентраций аэрозоля.
Исследован годовой ход концентрации аэрозоля. Частицы размером 0.1-1 мкм имеют два максимума (март и сентябрь) и один минимум - в июне.


Получено, что изменение количества активированных (при пересыщении 0,1-1,1%) ОЯК практически полностью совпадает с ходом концентрации крупных субмикронных частиц. Численно концентрация ОЯК при 0,5-0,6% близка к концентрации крупных субмикронных частиц.


• Проведено исследование суточного хода концентраций аэрозольных частиц (с 7 по 8 февраля 2017г).
Изменение количества ОЯК практически полностью совпадает с ходом концентраций крупных субмикронных частиц.


Период антициклональной погоды с большими ночными инверсиями температуры привел к накоплению и повышению концентрации аэрозоля в приземном слое.

2014 - 2016 гг.

Исследование конденсационных свойств и структуры тропосферного аэрозоля, влияние на аэрозоль метеорологических условий и мегаполиса

В последние 10 лет в мире все более осознается роль аэрозоля как элемента загрязнения атмосферы. Стандартный мониторинг атмосферного аэрозоля в России ограничивается определением массовой концентрации в большом диапазоне размеров частиц – РМ10 (менее 10 мкм) и РМ2,5 (менее 2,5 мкм). Однако эти измерения не описывают присутствия в аэрозоле ультрамалых частиц (< 1 мкм), которые необходимы для понимания механизмов формирования аэрозоля и его воздействия на живые организмы. В интервале размеров частиц 0,1–1 мкм сосредоточена основная часть облачных ядер конденсации, обводняющихся при повышенной влажности атмосферы и инициирующих образование городского смога.

В ходе выполнения НИР показано что:

• Подмосковный регион характеризуется высокими концентрациями субмикронного аэрозоля и облачных ядер конденсации. Наиболее высокие концентрации атмосферных аэрозолей имеет место в феврале-марте для интервала 0,1–1 мкм и январе-марте для интервала 0,01–1 мкм. Минимальные концентрации наблюдаются летом и в ноябре-декабре месяце.
• Определяющим для концентраций ОЯК являются крупные субмикронные частицы. При пересыщении больше 0,5% активируются практически все частицы в диапазоне 0,1–1 мкм.
• Наиболее сильное влияние Москвы сказывается на крупных субмикронных частицах 0.1–1 мкм, в наименьшей – на мелких субмикронных частицах 0.01–0.1 мкм. Так, при ветрах от города концентрация крупных субмикронных частиц в среднем за год в 1.6 раза больше, чем при противоположных ветрах. Для мелких субмикронных частиц это соотношение близко к 1. Количество ОЯК при переносе от города в зависимости от пересыщения в 1.6–2.1 раза больше, чем при переносе с противоположных направлений потока.
• Впервые проведены измерения аэрозоля в тропосфере с помощью самолета лаборатории Як-42Д «Росгидромет». Получены распределения аэрозоля по высоте в Московском регионе. Выявлена определяющая роль инверсионных слоев для накопления тропосферного аэрозоля.

2011 – 2013 гг.

Проведена модернизация лабораторной базы отдела, приобретены и введены в эксплуатацию аэрозольные приборы нового поколения: лазерный спектрометр аэрозольных частиц Solair-1000+, поточный счетчик облачных ядер конденсации CCN-200 и спектрометр наночастиц HCT.

В сериях параллельных измерений атмосферного аэрозоля проведены сравнения новых приборов и приборов старого поколения. Для спектрометра Solair-1000+ проведено сравнение с выставочным образцом оптического счетчика фирмы TSI, модель 3330, предоставленным фирмой ООО» Сенс-Оптик».

Проведены многомесячные систематические измерения атмосферного аэрозоля новым приборным комплексом. Подтверждены и уточнены ранее полученные закономерности вариаций концентраций аэрозоля. На новой аппаратурной базе получены более полные данные о влиянии Москвы на фракции аэрозоля и на характеристики облачных ядер конденсации, в частности получено что:

• Общая концентрация аэрозоля, определяющаяся концентраций наиболее мелких частиц (D<0,02мкм) служит указателем близости места измерения к источникам загрязнений техногенного характера (промышленному комплексу, автотрассам).
• Загрязнение атмосферного воздуха аэрозолем мегаполиса (промышленностью и автотранспортом) может составлять заметную часть (более 50%) естественной концентрации аэрозоля в диапазоне размеров частиц 0,1-1мкм. Но основное влияние техногенного загрязнения состоит в генерации тонкодисперсной фракции аэрозоля, образующей постоянный, высоко концентрированный аэрозольный фон в промышленных регионах.
• Наиболее важная для физики облаков фракция атмосферного аэрозоля – облачные ядра конденсации – чрезвычайно сильно зависит от присутствия антропогенных и природных источников загрязнений.
• Метеорологические условия обусловливают, в основном, изменчивость концентрации частиц крупной субмикронной фракции аэрозоля (0,1-1мкм) и практически не влияют на тонкодисперсный аэрозоль (<0,05мкм).

Разработана и зарегистрирована в Федеральном институте промышленной собственности (ФИПС) как предмет интеллектуальной собственности ЦАО база данных аэрозольных измерений, выполненных в отделе в 1994-2011гг. (свидетельство о государственной регистрации № 2012621147 от 8 ноября 2012г)