sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.15356/0373-2444-2015-2-112-121sergeogr-280Research ArticleРегиональные географические проблемыRegional Geographical ProblemsВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ СО2 И СН4 В АТМОСФЕРЕ СРЕДНЕТАЕЖНЫХ ЭКОСИСТЕМ СИБИРИTemporal Variability of СО2 and СН4 Concentration in the Atmosphere of Middle Taiga Ecosystems of SiberiaТимохинаА. В.TimokhinaA. V.

Красноярск

Krasnoyarsk

nastimoti@mail.ruПрокушкинА. С.ProkushkinA. S.

Красноярск

Krasnoyarsk

ПановА. В.PanovA. V.

Красноярск

Krasnoyarsk

ОнучинА. А.OnuchinA. A.

Красноярск

Krasnoyarsk

ХайманнМ.HeimannM.

Jena

martin.heimann@bgc-jena.mpg.deИнститут леса имени В.Н. Сукачева СО РАНРоссияSukachev Institute of Forest, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут биогеохимии им. Макса ПланкаГерманияMax Planck Institute for BiogeochemistryGermany20152807201502112121Copyright © Тимохина А.В., Прокушкин А.С., Панов А.В., Онучин А.А., Хайманн М., 20152015Тимохина А.В., Прокушкин А.С., Панов А.В., Онучин А.А., Хайманн М.Timokhina A.V., Prokushkin A.S., Panov A.V., Onuchin A.A., Heimann M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/280

Представлены градиентные измерения концентрации атмосферного углекислого газа и метана в среднетаежной подзоне Приенисейской Сибири по результатам пятилетнего мониторинга (2009– 2014 гг.) на обсерватории “ZOTTO”. Особенности изменения содержания диоксида углерода и метана по профилю высот до 301 м объясняются как суточной и сезонной спецификой функционирования наземных экосистем, так и атмосферными процессами. Показано, что в холодное время года концентрации СО2 и СН4 в приземной атмосфере изменяются синхронно и определяются их источниками и погодными условиями. Обсуждаются особенности сезонного хода концентрации СО2 и СН4. Сопоставлены результаты измерений концентрации метана в районе обсерватории “ZOTTO” с таковыми, полученными в других районах Сибири на аналогичной широте и на фоновых станциях России.

The gradient measurements of the concentration of atmospheric carbon dioxide and methane in the middle taiga subzone of the Yenisei region of Siberia based on five years monitoring (2009–2014) at the ZOTTO Observatory are presented. The features of changing of the content of carbon dioxide and methane in the profile heights up to 301 meters is explained by both daily and seasonal specificity of functioning of terrestrial ecosystems and atmospheric processes. It is shown that in the cold season CO2 and CH4 concentrations in the surface atmosphere change synchronously and are determined by their sources and weather conditions. The results of measurements of methane concentration are compared with those obtained in other areas of Siberia on similar latitude and with measurements on background stations of Russia.

концентрация CO2 и CH4средняя тайга Сибиримониторингсуточная и сезонная динамикаантропогенная эмиссия парниковых газовCO2 and CH4 concentrationaverage taiga of Siberiamonitoringdaily and seasonal dynamicsanthropogenic emissions of greenhouse gasesРНФ, грант Президента РФReferencesАршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К. и др. Динамика вертикального распределения парниковых газов в атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 22. № 12. С. 1051–1061.Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K. et al. The dynamics in vertical distribution of greenhouse gases in the atmosphere. Opt. Atmos. Okean., 2012, vol. 25, no. 12, pp. 1051–1061. (In Russ.).Баранов Ю.И., Бугрим Г.И., Вишератин К.Н. и др. Комплексный мониторинг содержания метана, закиси азота, окиси и двуокиси углерода в приземном воздухе атмосферы города // Тр. регион. конкурса научн. проектов в области естественных наук. 2010. Вып. 2. Калужский научный центр. С. 552–557.Baranov Yu.I., Bugrim G.I., Visheratin K.N. et al. Complex monitoring of concentration of methane, nitrogen oxide, and oxide and dioxide of carbon in surface air of urban air. Tr. Reg. Konkura Nauch. Proekt. Obl. Estestv. Nauk, 2010, no. 2, pp. 552–557. (In Russ.).Карпенко Л.В., Прокушкин А.С., Корец М.А. Территориальные особенности болот северной части Сым-Дубческого междуречья (Красноярский край) // Вестн. КрасГАУ. 2012. № 9. С. 103–111.Karpenko L.V., Prokushin A.S., and Korets M.A. Territorial peculiarities of mires in northern part of SymDubchenskoe interfluve (Krasnoyarsk krai). Vestn. Krasn. Gos. Agrar. Univ., 2012, no. 9, pp. 103–111. (In Russ.).Киселев А.А., Решетников А.И. Метан в Российской Арктике: результаты наблюдений и расчетов // Пробл. Арктики и Антарктики. 2013. № 6. Вып. 96. С. 5–15.Kiselev A.A. and Reshetnikov A.I. Methane in Russian Arctic: the results of monitoring and calculations. Probl. Arkt. Antarkt., 2013, no. 6, no. 96, pp. 5–15. (In Russ.).Климченко А.В., Верховец С.В., Слинкина О.А. и др. Запасы крупных древесных остатков в среднетаежных экосистемах Приенисейской Сибири // География и природные ресурсы. 2011. № 2. С. 91–97.Klimchenko A.V. Verkhovets S.V., Slinkina O.A. et al., Reserves of large wood remains in mid-taiga ecosystems of Yenisei River area of Siberia. Geogr. Prirod. Resur., 2011, no. 2, pp. 91–97. (In Russ.).Коротков И.А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР // Углерод в экосистемах лесов и болот России. 1994. Красноярск: ИЛ СО РАН, С. 29–47.Korotkov I.A. Forest plantation zoning in Russian and Former Soviet countries, in Uglerod v ekosistemakh lesov i bolot Rossii (Carbon in Forest and Mire Ecosystems of Russia). Krasnoyarsk: Inst. Lesa, Sib. Otd., Ross. Akad. Nauk, 1994, pp. 29–47. (In Russ.).Лесные экосистемы Енисейского меридиана / Под ред. Плешикова Ф.И., Ваганова Е.А., Ведровой Э.Ф. и др. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 356 с.Lesnye ekosistemy Eniseiskogo meridiana (Forest Ecosystems of Yenisei Meridian), Pleshikov F.I., Vaganov E.A., Vedrova E.F. et al., Eds., Novosibirsk: Sib. Otd., Ross. Akad. Nauk, 2002. 356 p.Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2012 год // Росгидромет, 2013. 178 с.Obzor sostoyaniya i zagryazneniya okruzhayushchei sredy v Rossiiskoi Federatsii za 2012 god (Review of Environmental Status and Pollution in Russian Federation in 2012). Moscow: Rosgidromet Publ., 2013. 178 p.Bakwin P.S., Tans P.P., Hurst D.F. et al. Measurements of carbon dioxide on very tall towers: results of the NOAA/CMDL program // Tellus. 1998. № 50B. P. 401–415.Bakwin P. S., Tans P.P., Hurst D.F. et al. Measurements of carbon dioxide on very tall towers: results of the NOAA/CMDL program. Tellus B, 1998, vol. 50, pp. 401–415.Bousquet P., Ciais P., Miller J.B. et al. Contribution of anthropogenic and natural source to atmospheric methane variability // Nature. 2006. Issue 443. P. 439–443.Bousquet P., Ciais P., Miller J.B. et al. Contribution of anthropogenic and natural source to atmospheric methane variability. Nature, 2006, no. 443, pp. 439–443.Dlugokencky E.J., Houweling S., Bruhwiler L. et al. Atmospheric methane levels off: temporary pause or a new steady-state? // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. № 19. DOI: 10.1029/2003GL018126.Dlugokencky E.J., Houweling S., Bruhwiler L. et al. Atmospheric methane levels off: temporary pause or a new steady-state? Geophys. Res. Lett., 2003, vol. 30, no. 19. doi: 10.1029/2003GL018126Dlugokencky E.J., Bruhwiler L., White J.W.C. et al. Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. DOI: 10.1029/2009GL039780.Dlugokencky E.J. Bruhwiler L., White J.W.C. et al. Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden. Geophys. Res. Lett., 2009, vol. 36. doi: 10.1029/2009GL039780Gloor М., Bakwin P., Hurst D. et al. What is the concentration footprint of a tall tower? // J. Geophys. Res. 2001. № 106(D16). P. 1783–1784.Gloor M., Bakwin P., Hurst D. et al. What is the concentration footprint of a tall tower? J. Geophys. Res.: Atmos., 2001, no. 106(16), pp. 1783–17840.Keeling CD. The concentration and isotopic abundances of carbon dioxide in the atmosphere // Tellus. 1960. V. 12. № 2. P. 200–203.Keeling C.D. The concentration and isotopic abundances of carbon dioxide in the atmosphere. Tellus, 1960, vol. 12, no. 2, pp. 200–203.Kozlova E.A., Manning A.C., Kisilyakhov Y. et al. Seasonal, synoptic, and diurnal scale variability of biogeochemical trace gases and О2 from a 300-m tall tower in central Siberia // Global Biogeochemical Cycles. 2008. № 22. P. 1–16. DOI: 10.1029/2008GB003209.Kozlova E.A., Manning A.C., Kisilyakhov Y. et al. Seasonal, synoptic, and diurnal scale variability of biogeochemical trace gases and O2 from a 300-m tall tower in central Siberia. Global Biogeochem. Cycles, 2008, no. 22, pp. 1–16. doi: 10.1029/2008GB003209Lloyd J., Shibistova O., Zolotoukhine D. et al. Seasonal and annual variations in the photosynthetic productivity and carbon balance of a Сentral Siberian pine forest // Tellus. 2002. № 54B. Р. 590–610.Lloyd J., Shibistova O., Zolotoukhine D. et al. Seasonal and annual variations in the photosynthetic productivity and carbon balance of a central Siberian pine forest. Tellus B, 2002, vol. 54, pp. 590–610.Lloyd J., Langenfelds R.L., Francey R.J. et al. A tracegas climatology above Zotino, Сentral Siberia // Tellus. 2002. № 54B. P. 749–767.Lloyd J. Langenfelds R.L., Francey R.J. et al. A tracegas climatology above Zotino, Central Siberia. Tellus B, 2002, vol. 54, pp. 749–767.Long K.D., Flanagan L.B., Cai T. Diurnal and seasonal variation in methane emission in a northern Canadian peatland measured by eddy covariance // Global change biology. 2010. № 16. P. 2420–2435.Long K.D., Flanagan L.B., and Cai T. Diurnal and seasonal variation in methane emission in a northern Canadian peatland measured by eddy covariance. Global Change Biol., 2010, no. 16, pp. 2420–2435.Peters G.P., Marland G., Le Quere et al. Rapid growth in CO2 emissions after the 2008–2009 global financial crisis // Nature Climate Change. 2012. № 2. P. 2–4.Peters G.P., Marland G., Le Quere C. et al. Rapid growth in CO2 emissions after the 2008–2009 global financial crisis. Nat. Climate Change, 2012, no. 2, pp. 2–4.Rigby M, Prinn R.G., Fraser P.J. et al. Renewed growth of atmospheric methane // Geophys. Res. Lett. 2008. № 35. DOI: 10.1029/2008GL036037.Rigby M., Prinn R.G., Fraser P.J. et al. Renewed growth of atmospheric methane. Geophys. Res. Lett., 2008, no. 35. doi: 10.1029/2008GL036037Sasakawa M., Ito A., Machido T. et al. Annual variation of CH4 emission from the middle taiga in West Siberian Lowland (2005–2009): a case of high CH4 flux and precipitation rate in the summer of 2007 // Tellus B. 2012. № 64. DOI: 10.3402/tellusb.v64i0.17514.Sasakawa M., Ito A., Machido T. et al. Annual variation of CH4 emission from the middle taiga in West Siberian Lowland (2005–2009): a case of high CH4 flux and precipitation rate in the summer of 2007. Tellus, 2012, vol. 64. doi: 10.3402/tellusb.v64i0.17514Sasakawa М., Shimoyama K., Machida T. et al. Continuous measurements of methane from a tower network over Siberia // Tellus. 2010. V. 62B. P. 403– 416.Sasakawa M., Shimoyama K., Machida T. et al. Continuous measurements of methane from a tower network over Siberia. Tellus B, 2010, vol. 62, pp. 403–416.Shibistova O., Lloyd J., Zrazhevskaya G. et al. Seasonal and spatial variability in soil CO2 efflux rates for a Сentral Siberian Pinus sylvestris forest // Tellus. 2002. № 54B. P. 552–567.Shibistova O., Lloyd J., Zrazhevskaya G. et al. Seasonal and spatial variability in soil CO2 efflux rates for a central Siberian Pinus sylvestris forest. Tellus B, 2002, vol. 54, pp. 552–567.Thoning K.T., Tans P., Komhyr W.D. Atmospheric carbon dioxide at Mauna Loa observatory 2. Analysis of the NOAA GMCC data, 1974–1985 // J. geophys. Res. 1989. № D6. V. 94. P. 8549–8565.Thoning K.T., Tans P., and Komhyr W.D. Atmospheric carbon dioxide at Mauna Loa observatory 2. Analysis of the NOAA/GMCC data, 1974–1985. J. Geophys. Res.: Atmos., 1989, no. 6, vol. 94, pp. 8549–8565.Winderlich J. Setup of a CО2 and CH4 measurement system in Central Siberia and modeling of its results // Technical report № 26. Hamburg. 2011. P. 120.Winderlich J. Setup of a CO2 and CH4 measurement system in Central Siberia and modeling of its results, in Technical Report No. 26. Hamburg, 2011, p. 120.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.