Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование влияния метеорологических условий на концентрацию приземного озона и его предшественников в г. Москве

ВАК РФ 25.00.30, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Исследование влияния метеорологических условий на концентрацию приземного озона и его предшественников в г. Москве"

ГУ «Гидрометцентр России»

На правах рукописи

Шалыгина Ирина Юрьевна

Исследование влияния метеорологических условий на концентрацию приземного озона и его предшественников

в г. Москве

Специальность 25 00 30 - метеорология, климатология и агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

иизоб17эе

Москва - 2007

003061798

Работа выполнена в ГУ «Гидрометцентр России»

Научный руководитель

кандидат географических наук И Н Кузнецова

доктор физико-математических наук М В Гальперин кандидат географических наук А А Алексеева

Казанский государственный

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Казанский университет

Защита состоится 3 октября 2007 г в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д327 003 01 ГУ «Гидрометцентра России» по адресу 123242, Москва, Большой Предтеченский переулок, д 11-13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Гидрометцентра России

Автореферат разослан 21 августа 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор географических наук

Нестеров Е С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы определяется практическими потребностями своевременного предсказания наиболее опасных экологических ситуаций в мегаполисе связанных с высоким уровнем загрязняющих примесей и обусловленных комплексом неблагоприятных метеорологических усювий Наблюдению и прогнозированию приземного озона в последнее время уделяется повышенное внимание Такой интерес вызван несколькими объективными причинами Во-первых, озон является токсичным загрязнителем атмосферы в высоких концентрациях оказывающий негативное воздействие на здоровье человека и растительность Второе, озон играет ключевую роль в химических и фотохимических процессах в тропосфере, обусловливая ее окислительную способность В-третьих, вызывает обеспокоенность наблюдаемый в обширных континентальных районах Северного полушария как общий рост тропосферного и приземного озона, так и эпизоды с его повышенными и высокими концентрациями В московском регионе также наблюдается тенденция учащения таких эпизодов

Важной частью обозначенных проблем являются данные наблюдений, их качество, временное и пространственное разрешение В московском регионе только в последние годы с началом непрерывных наблюдений за загрязнением воздуха (ЦАО, ИФА РАН ГПУ «Мосэкомониторинг») появилась возможность изучения изменчивости концентраций газовых составляющих, в том числе, приземного озона В представленной работе для систематических обобщений и изучения воздействий атмосферных процессов на изменчивость загрязняющих примесей на территории города впервые использованы данные непрерывных измерений на 32 станциях

Наблюдения на сети автоматизированных станций служат основой для реальных оценок качества воздуха, важным аспектом регулярного мониторинга является обнаружение эпизодов высоких концентраций 03, и их своевременное предупреждение В этой связи анализ случаев высокого уровня приземного озона имеет методологическую направленность цель которой установить синоптические предпосылки и изучить основные влияющие метеорологические факторы для разработки способов заблаговременного предсказания опасных для окружающей среды явлений

Одним из главных практических приложений данной работы является получение прогностических правил для расчетов максимальной суточной концентрации приземного озона как одной их самых токсичных примесей в городском воздухе, оказывающей прямое негативное воздействие на окружающую среду, в том числе на здоровье людей

Целью диссертационной работы являлись

Оценка влияния метеорологических условий на межсезонную и внутрисугочную изменчивость концентраций газовых составляющих на городских территориях с разчичной техногенной нагрузкой

Получение представ чений о взаимной связи первичных и вторичных загрязняющих примесей на станциях города примагистрального смешанного влияния и на фоновых территориях

Оценка обоснованности применения комплексного показателя метеорологического потенциала загрязнения (МПЗ) разработанного ранее и

используемого в оперативной практике для идентификации метеорологических условий рассеивания примесей в большом городе

Изучение природной изменчивости содержания озона в приземном воздухе, получение представлений о пространственных характеристиках приземного озона в Москве, выявление физических связей максимальных суточных концентраций озона с метеорологическими параметрами и типом атмосферной циркуляции сопоставление метеорологических процессов, сопутствующих высоким уровням озона в московском регионе и в зарубежной Европе

Разработка статистического метода краткосрочного прогноза максимальных концентраций приземного озона на территории Москвы

Научная новизна

Дана метеорологическая интерпретация межсезонной изменчивости концентраций загрязняющих примесей в городском воздухе на основе климатических данных о метеорологических параметрах, определяющих рассеивание примесей

Впервые получены количественные характеристики различий уровня загрязнения в отдельных районах большого города, отличающихся уровнем техногенных нагрузок в условиях интенсивного и слабого рассеивания примесей

Получено, исходя из характера распределения примесей по территории города, что в холодный сезон определяющим рассеивание фактором является скорость переноса в нижних слоях атмосферы, в теплый сезон основным управляющим механизмом является конвекция, т е вертикальный обмен

Полученные результаты существенно расширили понимание происходящих в большом городе процессов переноса загрязняющих примесей (СО, N0) и образования вторичных загрязнителей (N02 и 03) в различные сезоны года

Систематизированы метеорологические предпосылки формирования высоких уровней приземного озона в московском регионе, выявлены общие со странами зарубежной Европы признаки образования опасных концентраций приземного озона

Показаны и интерпретированы связи максимальных концентраций озона со средним городским уровнем СО N0 и 1чЮ2 в утренние часы

Разработаны и прошли успешную проверку на независимой выборке прогностические уравнения максимальных концентраций озона для теплого периода в г Москве

Научная и практическая ценность

Подтверждена эффективность наблюдений автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) для регулярного мониторинга качества воздуха и идентификации экстремально высоких уровней концентраций загрязняющих примесей на территории г Москвы

Обоснована эффективность использования комплексного показателя метеорологических параметров дтя прогнозирования условий рассеивания примесей на территории большого города с дискретностью 6 часов

Почученные в работе количественные характеристики изменчивости концентраций газовых составляющих в условиях интенсивного и слабого рассеивания примесей на I ородских территориях с различной техногенной нагрузкой могут быть использованы в практической работе прогностических подразделений Росгидромета и других служб- осушеств шющих мониторинг качества окружающей среды в больших городах

Апробирован метод расчета максимальных суточных концентраций озона в теплый период в районах города Москвы различающихся уровнем загрязнения приземного воздуха Предложенный метод вошел в методику регионального прогноза максимальных суточных концентраций приземного озона, утвержденную ЦМКП Росгидромета и внедряемую в оперативную практику ГПУ «Мосэкомониторинг»

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие во всех этапах исследований включая формирование базы данных, анализ качества и систематизацию данных, проведение статистического анализа, разработку региональной методики прогноза максимальных суточных концентраций приземного озона

На защиту выносятся:

1 Результаты исследований влияния метеорологических условий на сезонную, внутрисуточную изменчивость концентраций приземного озона и его предшественников на основе новых данных непрерывных наблюдений за малыми газовыми составляющими в Москве

2 Комплекс метеорологических характеристик, обуславливающих аномально высокие уровни приземного озона в московском регионе в холодный и теплый сезоны

3 Метод расчета максимальных суточных уровней приземного озона для разных типов городских территорий

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах в Гидрометцентре РФ ИФА РАН, Казанском государственном университете, а также на Международной конференции по измерениям. моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS 2004» Томск, 2004. VIII Всероссийской конференции молодых ученых «Состав атмосферы и электрические процессы» Москва, 2004, X Всероссийской конференции молодых ученых «Состав атмосферы Климатические эффекты Атмосферное электричество» Москва, 2006. Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS 2006» Томск 2006

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ Перечень публикаций приведен в конце реферата

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения пяти глав заключения и списка литературы Работа изложена на 159 страницах включая 60 рисунков 30 таблиц и 2 приложения Список литературы содержит 110 наименований и семь ссылок на интернет - сайты

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, дана общая характеристика работы

В первой главе рассмотрены характеристики и источники приземного озона Изложены основные химические формулы образования и разрушения приземного озона Приведены негативные факторы влияния озона на здоровье человека и растительность Даны критерии оценки качества воздуха

Показано, что за рубежом мониторинг приземного озона и его предшественников осуществляется на сети станций на территориях с различным уровнем техногенных нагрузок во всех странах Западной Европы и в США, длительность рядов наблюдений составляет 20-30 лет В России регулярная сеть мониторинга за приземным озоном отсутствует, наблюдения в больших городах (Новосибирск, Нижний Новгород, Санкт-Петербург, Томск) были организованы в последние 5-7 лет В московском регионе регулярные наблюдения за приземным озоном начали проводить ЦАО на станции Долгопрудный - с 1991 г, а также ИФА РАН на территории метеорологической обсерватории МГУ и ГПУ «Мосэкомониторинг» на девяти постах АСКЗА - с 2002 г

Обзор научных публикаций по исследованию метеорологических условий, в эпизодах с высокими концентрациями приземного озона в странах зарубежной Европы и Северной Америки, позволил выделить основные сопутствующие метеорологические факторы

- антициклональный характер погоды,

- аномально высокая приземная температура,

- слабый ветер в низких слоях атмосферы,

- низкая относительная влажность воздуха

Основные методы прогнозирования концентраций озона в приземном воздухе, используемые за рубежом, строятся на данных динамических моделей В нашей стране развитие численных методов прогнозирования приземного озона на основе современных транспортно-фотохимических моделей сдерживается, в первую очередь, отсутствием адекватных сведений об эмиссиях загрязняющих веществ и отсутствием убедительных доказательств о преимуществах ныне используемых транспортно-фотохимических моделей (прежде всего в исследовательских целях) для прогнозирования концентраций приземного озона над статистическими

В сложившихся условиях наиболее целесообразным представляется разработка статистических методов предсказания приземных концентраций озона для российских регионов, где проводятся регулярные наблюдения за концентрациями приземного озона и его предшественников

Несмотря на развитие численных методов прогноза приземного озона, статистические методы его предсказания за рубежом в настоящее время достаточно эффективны и постоянно совершенствуются Анализ посвященных этому вопросу научных публикаций показал что в прогностических схемах используются такие метеорологические параметры, как максимальная температура приземного воздуха, влажность воздуха и скорость ветра, данные о температуре и скорости ветра в пограничном слое атмосферы и на стандартных изобарических поверхностях, данные о солнечной радиации, скорости и направпении переноса воздушной массы

На основе имеющихся сегодня рядов наблюдений приземного озона и его предшественников на территории Москвы, почученных в ЦАО, ИФА РАН и ГПУ «Мосэкомониторинг» стало возможным проведение комплексного анализа сезонной и внутрисуточной изменчивости концентраций озона, изучению влияния метеорологических условий на его вариации и формирование аномально высоких концентраций с целью их предсказания Именно этим задачам посвящена представленная диссертационная работа

Во второй главе представлен обзор климатических характеристик условий рассеивания примесей в московском регионе на основе справочных пособий [Безуглая, Берлянд, Вызова, Исаев, Генихович] и собственных обобщений по метеорологическим данным за последние пять лет Отмечается, что в московском регионе преобладают метеорологические условия, обеспечивающие интенсивное рассеивание загрязняющих примесей Средняя многолетняя повторяемость неблагоприятных для очищения воздуха метеорологических условий в целом за год составляет 2-3 %, в отдельные месяцы она увеличивается до 4-7 %

Внутренние циркуляции в большом городе существенно трансформируют перенос и распространение загрязнений в городском воздухе Термически менее устойчивый, чем в окрестностях, нижний слой атмосферы в большом городе является дополнительным фактором рассеивания примесей Эти два специфических механизма оказывают значительное влияние на содержание загрязнений в воздухе Москвы практически не изменившееся в последние годы, на фоне растущего количества автомобильных выбросов

Также отмечено что в последние годы в московском регионе, климатически благоприятном для очищения воздуха от загрязняющих примесей, произошло некоторое увеличение повторяемости отдельных эпизодов с метеорологическими условиями ослабленного рассеивания примесей Это подтверждается учащением случаев с повышенным содержанием загрязняющих веществ

Предложенная в Гидрометцентре России количественная индексация типов атмосферных процессов (МПЗ) является характеристикой рассеивающей способности нижней атмосферы и процессов очищения воздуха, что позволяет использовать ее в качестве предиктора в статистических схемах краткосрочного прогнозирования загрязнения воздуха.

В третьей главе изложены основные результаты систематизации и обобщений данных сезонной и внутрисуточной изменчивости концентраций газовых составляющих наблюдения за которыми проводятся на станциях Москвы СО, N0 (первичные выбросы), N02 а также приземный озон (вторичные загрязнители -продукты химических преобразований)

Впервые данные автоматизированной сети непрерывных наблюдений за концентрациями газовых составляющих на территории Москвы использованы для интерпретации их изменчивости под вчиянием метеорологических процессов макро и мезо масштаба

Проведенный нами анализ средних годовых и средних месячных концентраций СО. N0 Ы02 и Оз на станциях АСКЗА с различным уровнем техногенных нагрузок показал, что поле загрязняющих приземный слой атмосферы примесей на территории г Москвы характеризуется высокой неоднородностью Средние годовые концентрации СО и N0 на станциях примагистрального типа в 1,5-2 раза выше чем

на станциях смешанного ВЛИЯНИЯ, И в 3-4 раза превышают уровня на фоновых территориях. В условия^ ослабленного рассеивания при распространении загрязненного воздуха от илочи и кон в обычно чистые районы различия в содержании СО и N0 на территории города сокращаются в 2 раза. При интенсивном рассеивании уровень загрязнения остается чаще всего в диапазоне 0,3-0,8 11ДК. носит локальный характер, при ЭТОМ концентрации на при магистраль пых территориях могут быть выше, чем на фоновых в 8 раз.

Максимальное содержание N0,, как и первичных загрязнителей, обычно наблюдается вблизи крупных автомагистралей, но столь выраженных контрастов содержания вторичных загрязнителей (N0^) на территории города не установлено.

Приводятся полученные оценки вайя имя метеорологических условий на межсезонную и внутрисуточ ную изменчивость концентраций загрязняющих примесей на городских территориях с разной техногенной нагрузкой. Анализировались средние часовые концентрации оксидов азота, окиси углерода и озона, а также средние за месяц концентрации названных газовых составляющих. В качестве характеристик метеорологических условий использовались как комплексные показатели (МПЗ), так и отдельные метеорологические величины.

Ко данным наблюдений в Москве сезонные и влутриеуточные флуктуации уровня приземного озона отвечают основным закономерностям климатической изменчивости 05 в умеренных широтах северного полушария (рис. Г), различия средних месячных концентраций на территории города составляет 15-20% Годовой минимум О, наблюдается в ноябре-декабре (средние месячные концентрации составляют 11-16 мкг/м3), Главный максимум в годовом ходе озона приходится на май (средние месячные концентрации - 46 мкг/м3). второй максимум отмечайся в июле (средние месячные концентрации - 32 мкг/м ).

Ё Ф Я

3 □ -- 3 1—

-х | 1 Ё □ N __

Е — г 2

- — | 1 1 ц

Щ ШФ ел н в щ с — я

7-. щ — з Ё _ —

Т" Л

Рис. 1 Средний месячный суточный ход концентрации приземного озона на станции МГУ (ИФА РАН). 2005-2006 гг.

В нчтр и суточные изменения озона имеют ярко выраженные сезонные особенности:

в холодный сезон наблюдается сглаженный суточный Ход со слабовыражеппым максимумом в ¡¡очное время:

в |сплый сезон максимум концентраций озона приходится на послеполуденные часы.

Межсуточные изменения средних и максимальных концентраций во все сезоны в целом незначительны При малой межсуточной изменчивости, амплитуда суточного хода концентраций приземного озона в теплый сезон составляет 30-70 мкг/м3

Сезонная изменчивость содержания газовых составляющих предшественников озона согласуется с годовым ходом влияющих метеорологических факторов

Показано, что в теплый сезон доминирующим механизмом, определяющим содержание СО, N0, Ж>2, является конвекция, обеспечивающая главный суточный минимум в дневные часы (по сравнению с ночным) - более глубокий В большей степени именно конвекция с сопутствующим ей интенсивным вертикальным перемешиванием определяет локальный характер распределения загрязняющих примесей на территории города.

В холодный сезон средний суточный ход загрязнения имеет растянутый дневной максимум, что связано с низким слоем турбулентного перемешивания Управляющим фактором распределения СО, N0, N02 по территории города в этот сезон является крупномасштабный перенос

Получены представления о взаимной связи первичных и вторичных загрязняющих примесей на станциях города с различной техногенной нагрузкой Для решения такой задачи проведен корреляционный анализ синхронных и асинхронных связей концентраций 03 с измеряемыми предшественниками СО, N0 и N0^ (2006 г) Установлено, что связь приземных концентраций озона с предшественниками имеет выраженные сезонные особенности Суточный ход концентраций приземного озона находится в противофазе с суточным ходом СО, N0, N02 Самые тесные связи установлены между максимальными концентрациями озона и концентрациями N02 в 9 часов утра (коэффициент корреляции 0,54-0,65)

Корреляционный анализ связей предшественников показал, что во все сезоны отмечается тесная связь между первичными загрязнителями СО и N0 (г = 0,71-0,93), причем лучшие корреляции получены для территорий, не подверженных короткопериодным флуктуациям загрязнений (удаленных от источников) Связь оксидов углерода и азота с диоксидом азота имеет выраженную сезонную зависимость в теплый сезон коэффициенты корреляции ниже, поскольку уровень концентраций N02 определяется не только первичными выбросами, но и солнечной освещенностью, и содержанием приземного озона Средняя концентрация окиси углерода, рассчитанная по данным измерений на станциях, удаленных от прямых источников (за исключением фоновых) лучше, чем другие показатели загрязнения отзывается на изменчивость метеорологических условий Отмечается, что СО является надежным маркером общего загрязнения воздуха, включая неконтролируемые, но участвующие в генерации озона примеси (например, летучие органические соединения - ЛОС)

Одной из целей работы являлась оценка обоснованности применения комплексного показателя МПЗ для идентификации метеорологических условий рассеивания примесей в большом городе Проведены исследования связей МПЗ и концентраций СО Путем сравнения типовых суточных ходов, полученных для каждого сезона отдельно, при условиях интенсивного и слабого рассеивания (полярных МПЗ) для трех типов городских территорий, доказана эффективность применения комплексной характеристики метеоусловий Существующая классификация МПЗ в целом адекватно отражает изменчивость загрязнения под влиянием метеорологических процессов Но детализация МПЗ в 6-часовые интервалы лучше отражает изменчивость загрязнения как за счет особенностей внутрисуточной

динамики атмосферных процессов, так и благодаря возможности учитывать быструю смену синоптических процессов (прохождение фронта, внутримассовые осадки, например)

Следует подчеркнуть, что МПЗ лучше отражает изменчивость загрязнения на станциях смешанного и жилого типа, чем примагистральных районов, подверженных кратковременным флуетуациям загрязнения

Показано, что для каждого сезона определенному типу МПЗ соответствует характерный вид суточного хода и средний уровень концентраций загрязняющих примесей

Сделано заключение о возможности использования индекса МПЗ при прогнозировании уровня загрязнения статистическими методами

Проведенные исследования особенностей сезонного и суточного хода концентраций приземного озона, его предшественников, их связей, являются важным звеном при разработке методики прогноза максимальных суточных концентраций озона. Полученные результаты статистического анализа представляют научную ценность для понимания управляющих процессов и их учета при постановке задачи разработки методики прогноза приземного озона.

В четвертой главе рассмотрены случаи увеличения концентраций Оэ до уровней, превышающих величину 5 % повторяемости наибольших максимальных средних часовых концентраций приземного озона (ниже такие уровни будут называться аномальным или «высоким» озоном) Изучение экстремальных флуктуаций явления позволяет более глубоко понять природу явления и его связи с влияющими факторами

Применительно к приземному озону изучение предпосылок формирования высоких уровней в приземном воздухе и сопровождающих их метеорологических условий является особенно важным этапом работы, такие эпизоды представляют особый интерес как экологически опасные события, способные оказать негативное влияние не только на здоровье человека, но и на всю окружающую среду

В холодный сезон, характеризующийся низкими концентрациями и малой изменчивостью озона, время от времени наблюдается резкое увеличение концентраций в приземном слое до нехарактерных для сезона уровней Для изучения таких явлений и идентификации сопровождающих их атмосферных процессов за период 2003-2006 гг (октябрь-март) рассмотрены данные наблюдений на станциях АСКЗА г Москвы. Анализ атмосферных процессов позволил выявить метеорологические условия, обусловливающие в холодный сезон аномально высокие (выше 60 мкг/м3) уровни озона в приземном воздухе Установлено, повышение содержание озона в приземном воздухе может наблюдаться при прохождении активных атмосферных фронтов, т е, связано с бароклинными зонами Также получено, что если прохождение фронта сопровождается интенсивными осадками, высоких концентраций приземного озона не наблюдается

Выявлено, что в холодный период одним из механизмов обогащения приземного воздуха тропосферным озоном в условиях устойчивой термической стратификации являются мезоструйные течения нижних уровней

Данные европейской сети мониторинга ЕМЕР с высоким временным разрешением и архивы метеорологических данных были использованы для изучения характерных признаков образования высоких уровней приземного озона в теплый

сезон Рассмотрены эпизоды аномально высоких концентраций озона по наблюдениям в теплый сезон 1998-2001 гг на 32-х равнинных станциях умеренных широт стран Западной Европы - Германии, Великобритании, Ирландии, Дании, Нидерландов, Финляндии, Швеции, Норвегии, Польши, Литвы, Латвии Показано, что эпизоды с высокими концентрациями приземного озона в умеренных широтах зарубежной Европы наблюдались в однотипных синоптических ситуациях в малоградиентных барических полях или в теплом секторе на слабовыраженной окраине антициклона при аномально теплой погоде слабых ветрах и низкой относительной влажности воздуха Все эпизоды высокого озона наблюдались в период с мая по сентябрь

Средние часовые концентрации в эпизодах высокого озона достигали экстремально высокого уровня и составили в Германии 229 мкг/м3, в Великобритании 222 мкг/м3, в Нидерландах 213 мкг/м3, в Дании 217 мкг/м3, в Финляндии 175 мкг/м3, на юге Швеции 220 мкг/м3, в Литве 179 мкг/м3, в Польше 193 мкг/м3

В подавляющем большинстве случаев максимальный уровень озона на материковых станциях наблюдался в послеполуденное время, в ночные часы содержание озона в приземном воздухе практически всегда понижалось В то же время на расположенных вблизи морского побережья территориях концентрации озона в рассматриваемых эпизодах нередко оставались высокими и в ночное время, что могло быть связано с бризовым эффектом Высокие концентрации приземного озона в ночное время указывают на адвективную природу явления - поступление антропогенного озона в приземный слой, благодаря сохранению термической неустойчивости в нижних слоях атмосферы

Пространственный анализ показал, что при благоприятной синоптической обстановке перенос озона с высокими концентрациями может происходить на расстояния порядка 1000 км

В Московском регионе за все время наблюдений за приземным озоном экстремально высокие концентрации, превышающие критерии безопасного уровня (ПДК=!60 мкг/м3) или приближающиеся к ним, наблюдались только в период с конца марта по начало сентября (примечание приближающимся к ПДК уровнем считали концентрацию 128 мкг/м3 и выше)

Анализ эпизодов с повышенными и высокими концентрациями приземного озона в Москве показал, что в последние годы прослеживается тенденция увеличения числа эпизодов с высокими концентрациями озона, в засушливом 2002 году в Москве имели место четыре таких эпизода, в 2003 и 2005 годах - по одному, в 2004 году два, в 2006 году - 4 Отдельно отметим, что с марта по начало августа 2007 года в Москве наблюдалось уже 4 эпизода с повышенными и высокими концентрациями приземного озона

Подробный анализ эпизодов с изучением изменчивости среднечасовых концентраций озона, суточного хода отдельных метеорологических характеристик и сопровождающих эпизод крупномасштабных атмосферных процессов позволил установить сходные синоптические условия и нехарактерные черты поведения приземного озона Показано, что летом в послеполуденные часы после прохождения внутримассовых осадков и короткопериодного установления в приземном слое устойчивой стратификации (со снижением приземных концентраций озона до 20-30 мкг/м3) в последующие 2-3 часа возможно восстановление концентраций до повышенных и высоких уровней

Впервые отмечен эпизод формирования высоких концентраций озона в московском регионе в первых числах мая 2006 года. Тогда высокие концентрации сформировались не только под влиянием благоприятных метеорологических условий, но и с участием адвекции загрязнений антропогенного происхождения из очагов пожаров Все известные эпизоды с высокими концентрациями приземного озона до этого отмечались в конце мая и в летние месяцы

Установлено, что синоптические предпосылки и сопутствующие метеорологические условия в эпизодах высокого озона в московском регионе в целом совпадают с характерным комплексом метеорологических параметров при высоком озоне в зарубежной Европе

В теплый сезон формирование аномально высоких уровней приземного озона может бьггь обусловлено как локальными условиями, так и связано с адвекцией предшественников и озона из удаленных районов

Все эпизоды высокого озона в теплый сезон сопровождают слабые ветры в нижнем слое атмосферы, обусловленные малоградиентными барическими полями или перифериями барических образований

При больших скоростях ветра в пограничном слое происходит увеличение приземных концентраций озона за счет интенсивного вертикального обмена и активизации притока тропосферного озона В таких случаях концентрации приземного озона могут увеличиваться до 75-110 мкг/м3, характерных для свободной тропосферы

Высокая температура воздуха (не менее +25°С) при малооблачной погоде и достаточном количестве солнечной радиации может являться предпосылкой для протекания интенсивных процессов генерации озона в фотохимических реакциях с предшественниками В основном эпизоды высокого озона наблюдаются при аномально высокой температуре воздуха - выше средней многолетней не менее чем на 4-5°, но в эпизодах, обусловленных адвекцией загрязнений, температура может находиться в диапазоне обычных сезонных значений Необходимым условием образования высоких концентраций озона является сочетание неблагоприятных метеорологических факторов слабый ветер в пограничном слое атмосферы, положительная аномалия температуры

Установлено, что в теплый сезон локальные внутримассовые осадки не являются препятствием для образования экстремально высоких уровней приземного озона, который может формироваться, как до, так и после их прохождения

Анализ эпизодов повышенного и высокого содержания приземного озона, а также синоптических и метеорологических предпосылок позволил уточнить некоторые критерии идентификации комплекса метеорологических условий, сопутствующих различным уровням приземного озона, - метеорологического потенциала загрязнения озоном (МП303) Установлено, что самые большие отклонения концентраций приземного озона от сезонного уровня связаны с определенным типом метеорологических условий Типизация МПЗм, основана на связи аномалий погодных условий с аномалиями приземного озона. Используемые индексы МПЗм могут быть предикторами в статистических расчетах

Пятая глава посвящена выявлению количественных связей максимальных суточных концентраций озона с метеорологическими параметрами и разработке статистического метода прогнозирования максимальных уровней озона на территории г Москвы

Содержание озона в приземном воздухе имеет выраженный сезонный и суточный ход, что позволяет описывать его с помощью математических функций для каждого юлианского дня Также содержание озона в приземном воздухе испытывает и непериодические изменения, обусловленные, в первую очередь, атмосферными процессами различного масштаба - от крупномасштабных, определяющих приток озона из верхних слоев тропосферы, - до локальных, в т ч, процессов фотохимических взаимодействий озоногенерирующих газовых составляющих

Впервые в России на примере г Москвы была сделана попытка учесть и предсказать вариации приземного озона в мегаполисе В зарубежных научных публикациях большинство работ посвящено сравнению приземного озона в городе и на станциях в сельской местности Изменчивость приземного озона в большом городе рассматривается крайне редко, при этом указываются трудности, связанные с интерпретацией данных на территории одного города.

Решая задачу оценить возможность предсказания концентраций приземного озона в мегаполисе с заблаговременностью 1-2 суток, мы имели в виду, что в отсутствии данных об эмиссиях предшественников озона описать фотохимическую составляющую приземного озона, в какой-то степени возможно, применяя статистические подходы Также используя статистический анализ, проводился отбор метеорологических характеристик, наиболее сильно влияющих на уровень озона

Хотя в целом на территории города средний уровень озона в приземном воздухе обычно различается не более чем на 15-20 %, в часы послеполуденного максимума отличия в содержании озона в отдельных районах могут достигать 30-50 мкг/м3, а при условиях, благоприятных для формирования высоких концентраций, -даже превышать 60-80 мкг/м' (40-45 %)

Рис 2 Максимальные концентрации приземного озона в июне-августе 2006 года на различных постах наблюдений АСКЗА в Москве

На рис 2 приводятся максимальные суточные концентрации Оз в июне-августе 2006 года на трех станциях г Москвы, которые подтверждают указанные выше количественные показатели достаточно высокой неоднородности поля приземного озона в мегаполисе при условиях, благоприятных для фотохимической генерации озона (например, 22 июня), и небольшие различия в отсутствии таких условий.

Разработанный статистический метод прогноза максимальных суточных концентраций приземного озона для г. Москвы построен на данных непрерывных наблюдений АСКЗА «Мосэкомониторинг» и данных станции ИФА РАН. Данные непрерывных измерений за загрязнением впервые использованы для анализа пространственной изменчивости и разработки прогностических уравнений для большого города. Прогностические уравнения получены для теплого периода с апреля по сентябрь, так как в холодный сезон в московском регионе максимальные суточные концентрации озона не превышают 80 мкг/м3, что наполовину меньше ПДК. В отличие от метода прогноза максимальных суточных концентраций приземного озона разработанного в ЦАО (А.М, Звягинцев), кроме метеорологических характеристик н качестве предикторов привлечены и данные о концентрациях предшественников озона.

В качестве предиктанта в уравнениях использовались максимальные суточные концентрации озона. В качестве одного из предикторов была выбрана максимальная концентрация приземного озона в предшествующие прогнозу сутки. Для учета влияния уровня концентраций предшественников использованы данные о концентрациях СО, N0 и Являясь предшественниками озона, эти газовые

примеси, в количестве и составе определяют степень генерации приземного озона.

Для описания влияния метеорологических факторов рассматривались 8 характеристик, отражающих состояние пограничного слоя атмосферы и крупномасштабной циркуляции: максимальная и минимальная температура, относительная влажность воздуха, скорость ветра, температура и скорость вегра на изобарической поверхности 925 гПа за два срока 00 ч и 12 ч. Впервые в качестве предиктора использован количественный показатель комплекса метеорологических условий - метеорологический потенциал загрязнения озона (МПЗЦ1).

Оценив неоднородность ноля малых газовых примесей на территории города, сделан вывод, что единое уравнение для мегаполиса не применимо. Таким образом, расчеты проводились отдельно по каждой нз выбранных четырех станций - ст. МГУ, ст. Новокосино. ст. Кутузовский проспект, ст, Марьинский парк.

Для все* станций были построены несколько уравнений с использованием метода множественной линейной пошаговой регрессии. По результатам анализа и статистическим коэффициентам моделей выбраны лучшие значимые уравнения.

На -этапе отбора значимых уравнений проводилась оценка вклада каждого предиктора; предшественникам озона уделялось особое внимание Поскольку содержание озона в конкретном пункте определяется не только местными условиями, но и переносом предшественников и самого озона, в ходе выбора статистически значимых прогностических уравнений проводились эксперименты по нх оценке без привлечения предшественников. Безусловно, расчеты с привлечением только метеорологических характеристик - заведомо ухудшение качества прогноза за счет отказа от ОДНОГО из значимых предикгоров. Тем не менее, такие эксперименты Оправданы; они ставили целью получить статистически значимые прогностические уравнения для прогнозирования максимальной концентрации озона на вторые сутки, когда неизвестно содержание газовых предшествен никое озона. Отметим, что в настоящее время прогнозирование концентраций СО, N0, N0; в оперативной практике не проводится. Для все* станций получены значимые уравнения, описывающие а среднем до 80 % дисперсии.

Испытания метода прогноза максимальных уровней приземною озона в теплый сезон в Москве проводились на независимой выборке данных непрерывных

наблюдений АСКЗА и ИФЛ РАН за 2006 год. В апреле - сентябре 2006 i-ода отмечено три эпизода аномально высоких концентраций приземного озона; в рассматриваемом временном интервале, также в сезоне отмечались и периоды с низким содержанием приземного озона. Таким образом, теплый сезон 2006 года явился очень хорошим периодом для испытания метода, поскольку включал всс многообразие метеорологических процессов, обуславливающих как аномальные, так и средние сезонные уровни приземного озона.

Оценка методического прогноза проводилась по следующим критериям: общий прогноз считается оправдавшимся, если величина отклонения прогноза от измеренного значения составляет не более 20 % иг предельно допустимых концентраций (160 мкг/м3).

Для формирования независимой выборки были выбраны шесть станций наблюдений за приземным озоном - ул. Спиридоновка. Кутузовский пр., Марьинский парк. ул. Туристическая, и две станции МГУ (ИФА РАН и ГПУ « Мосэ ко мо н итор и и г »).

Из уравнений, рассчитанных по данным станции Новокосино, к испытаниям на независимом ряде принято уравнение, включающее максимум концентрации озона накануне, разность минимальной и максимальной температур, МП303 MPZ, концентрацию NO в 9ч текущих суток (уравнение 1):

Сни = IjC^fj.], +а3ДТ+ a3MPZ + a,U_NOm + а, (I)

В этом уравнении основной вклад несет максимум предшествующе то дня (CMfi*(d.i})- Разность температур (ДТ) может скорректировать значения на величину от 3 до 45 мкг/м5. При переходе кода MI 13 (MPZ) от средне сезонных к повышенным значениям, добавка к значению концентраций может составить 28-47 мкг/м'. Член уравнения, отвечающий за вклад предшественников озона (U_NO(9)) при неблагоприятных метеорологических условиях может внести поправку до 17-33 мкг/м3. Это уравнение показало лучшую о правды наем ость для городских станций жилого и смешанного типа. Для станции при магистраль ною типа (Кутузовский пр.) самым успешным признано уравнение, полученное по наблюдениям на самой станции (средняя оправдываемость прогнозов более 95 %).

По результатам оценки прогнозов по веем станциям на текущий день методический прогноз имеет лучшую оправдываемость, чем прогноз на сегодня максимума предшествующего дня. Для станций МГУ, ул. Спиридоновка, ул. Туристская оправдываемост ь прогноза по уравнению (1) составляет 81-89 %.

На графиках соответствия (рис.3) измеренных и прогностических значений, видно, в целом разброс методического прогноза не велик. Максимальные отклонения приходятся на область высоких значений.

уп- Спиридоновы

у- 0,9125K + 13.Д31 R1 а 0,6701

160 1+0

110 S ioo | во | 60 M 20 О

Кутузове«»» Тгр,

^»O.SIISu + 35,17« R1 - 0.6<JS

Рис. 3. Графики соответствия измеренных и прогностических значений максимальных концентраций приземного озона.

Для расчета максимальных концентраций озона на следующие сутки было выбрано уравнение, полученное по данным станции МГУ, в которое не входит максиму м озона предшествующего дня и данные о предшественниках (уравнение 2).

СМ1И = а, ДТ + а2 MPZ + а3 H + а4 Тш + а, (2)

Средняя оправдываем ость методического прогноза по уравнению (2) составила 83-87 %,

Полученные при выполнений данной работы прогностические ураьнения для городских территорий с различной техногенной нагрузкой являются составной частью утвержденной ЦМКП Росгидромега «Методики краткосрочного прогноза максимальных концентрации Приземного озона в г. Москве». Эта Методика в настоящее время проходит производственную апробацию в ГПУ

«Мосэкомониторинг» департамента природопользования и охраны окружающей среды при Правительстве г Москвы

В Заключении диссертационной работы сформулированы основные результаты

1 Сезонные и внутрисуточные закономерности изменчивости концентраций газовых примесей в городском воздухе, полученные по данным автоматических наблюдений на сети ГПУ «Мосэкомониторинг» и на станции экологического мониторинга ИФА РАН, отражают основные физические процессы в нижней атмосфере, определяющие рассеивание и перенос примесей Это указывает на удовлетворительное качество данных автоматизированного мониторинга и на возможность исследований на их основе воздействия атмосферных процессов разного временного масштаба

2 Используя данные непрерывных наблюдений, впервые получены характеристики сезонной и внутрис>точной изменчивости концентраций приземного озона в различных районах г Москвы

3 Представлены результаты анализа сезонных и внутрисуточных изменений газовых составляющих совместно с обусловливающими их метеорологическими характеристиками (скорость переноса в пограничном слое атмосферы, слой перемешивания, повторяемость приземных и приподнятых инверсий, температурная стратификация) соответственных временных осреднений

4 Получены оценки взаимной связи первичных и вторичных загрязняющих примесей на станциях города с различной техногенной нагрузкой Показано, что средняя концентрация окиси углерода (СО), рассчитанная по данным измерений на станциях удаленных от прямых источников (за исключением фоновых), является надежным маркером городского загрязнения и лучше чем другие показатели загрязнения, отзывается на изменения метеорологических условий

5 С использованием средних суточных и средних часовых концентраций СО проведена верификация комплексного показателя метеорологических условий рассеивания примесей (МПЗ) Установлено МПЗ лучше всего описывает изменчивость загрязнения на станциях смешанного влияния, т е адекватно описывает атмосферные процессы, определяющие рассеивание примесей на большей части мегаполиса

6 Представлены результаты изучения связей максимальной суточной концентрации приземного озона с метеорологическими характеристиками в т ч с типом барического поля, которые стали основой для разработки статистического метода прогноза приземного озона

7 Потучены статистически значимые прогностические регрессионные уравнения для расчета максимальных суточных уровней приземного озона в районах города с разчичной техногенной нагрузкой Оценки успешности разработанного статистического метода прогноза максимальных концентраций приземного озона на текущие и с те дующие сутки показали что погрешности полученных уравнений значитетьно меньше величины природной изменчивости

Основные научные результаты, полученные в процессе исследования опубликованы в следующих работах

1 Кузнецова И Н Еланский Н Ф, Шалыгина И Ю. Кадыгров Е Н , Лыков А Д "Инверсии температуры и их влияние на концентрацию приземного озона в окрестностях Кисловодска" Метеорология и гидрология, 2002. № 9, сс 40-51

2 Звягинцев А М, Иванова Н С , Крученицкий Г М, Шалыгина И Ю , Демин В И Содержание озона над территорией Российской Федерации в первом квартале 2004 г Метеорология и Гидрология, 2004 №6, сс 113-117

3 Звягинцев А М, Иванова Н С Крученицкий Г М Шалыгина И Ю , Демин В И Мокров Е Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2004 г Метеорология и Гидрология, 2004 № 8, сс 119-124

4 Шалыгина И Ю О связях опасных концентраций озона с метеорологическими условиями Международная конференция по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS 2004» Томск.2004, с 50

5 Шалыгина И Ю Метеорологические условия в эпизодах высоких концентраций приземного озона в Западной Европе VIII Всероссийская конференция молодых ученых «Состав атмосферы и электрические процессы» Москва, 2004, с 26

6 Звягинцев А М, Иванова Н С, Какаджанова Г Б, Крученицкий Г М, Шалыгина И Ю Демин В И , Жамсуева Г С Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2005 г Метеорология и Гидрология, 2005 №8. сс 115-120

7. Звягинцев А М , Иванова Н С , Крученицкий Г М , Шалыгина И Ю , Демин В И Содержание озона над территорией Российской Федерации в первом квартале 2006 г Метеорология и Гидрология, 2006 № 5, сс Ш-114

8 Шалыгина И Ю Согласование классификации метеорологических условий с данными загрязнения воздуха X Всероссийская конференция молодых ученых «Состав атмосферы Климатические эффекты Атмосферное электричество» Москва, 2006, с 26

9 Нахаев М И, Шалыгина И Ю Лезина Е А Загрязнение воздуха в период продолжительных инверсий температуры X Всероссийская конференция молодых ученых «Состав атмосферы Климатические эффекты Атмосферное электричество» Москва, 2006. с 21

10 Shalygina I Yu Vahdated classifications of meteorological conditions on data of air pollution m Moscow International conference on environmental observations. modelmg and mformational systems «ENVIROMIS 2006» Tomsk. 2006, p 69

11 Nakhaev M I Shalygina I Yu Lezma E A Winter episodes of high air pollution in Moscow International conference on environmental observations, modelmg and mformational systems «ENVIROMIS 2006» Tomsk 2006, p 114

12 Шалыгина И Ю, Лезина Е А Модельные оценки вклада атмосферных процессов в изменчивость малых газовых примесей в г Москве XI Всероссийская конференция молодых ученых «Состав атмосферы Атмосферное электричество/ Климатические эффекты» Нижний Новгород. 2007, с 42

13 Шалыгина И Ю Кузнецова И Н Нахаев М И Лезина Е А , Звягинцев А М О прогнозировании приземного озона в большом городе (на примере Москвы) Оптика атмосферы и океана Том 20 2007г №07 сс 651-658

14 Звягинцев А М , Ж>равлева В А , Иванова Н С , Крученицкий Г М Шалыгина И Ю Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2007 г Метеорология и Гидрология 2007 № 8 (в печати)

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25 09 2000 г Подписано в печать 15 08 07 Тираж ЮОэкз Уел пл 1,18 Печать авторефератов (495) 730-47-74,778-45-60

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Шалыгина, Ирина Юрьевна

Введение.

Глава 1. Актуальность проблемы и современные методы мониторинга приземного озона

1.1 Основные характеристики и источники приземного озона.

1.2 Взаимодействие озона с газовыми примесями.

1.3 Стандарты и критерии безопасного содержания озона в приземном воздухе.

1.4 Системы наблюдения приземного озона.

1.5 Мониторинг как средство обнаружения экологически опасных ситуаций.

1.6 Основные методы прогнозирования концентраций озона в приземном воздухе.

Глава 2. Характеристики метеорологических условий рассеивания примесей в московском регионе.

2.1 Климатические характеристики переноса и вертикального перемешивания.

2.2 Комплексные показатели рассеивающей способности атмосферы.

Глава 3. Исследование связей метеорологических условий с изменчивостью концентраций основных газовых примесей в воздухе г.Москвы.

3.1 Используемые данные.

3.2 Изменчивость концентраций газовых примесей на территории города.

3.3 Сезонные и внутрисуточные характеристики концентраций приземного озона.

3.4 Сезонные и внутрисуточные характеристики концентраций предшественников приземного озона (СО, NO, N02).

3.5 Исследования связей концентраций приземного озона с газовыми примесями (СО, NO, N02).

3.6 О связях метеорологического потенциала загрязнения с концентрациями предшественников Оз.

Глава 4. Идентификация метеорологических факторов, сопровождающих сезонные аномалии концентраций приземного озона.

4.1 Анализ условий формирования высоких концентраций приземного озона в холодный сезон.

4.2 Исследования метеорологических предпосылок эпизодов аномально высоких концентраций приземного озона в теплый сезон в зарубежной Европе.

4.3 Анализ метеорологических условий в периоды аномально высоких концентраций приземного озона в теплый сезон в г. Москве.

4.4 Идентификация метеорологического потенциала загрязнения приземным озоном (МПЗоз).

Глава 5. Исследования зависимости концентрации приземного озона от метеорологических характеристик и возможности ее прогнозирования на территории мегаполиса.

5.1 Обоснование метода прогноза максимальных суточных концентраций приземного озона.

5.2 Выбор предикторов.

5.3 Разработка схемы прогноза с использованием регрессионного метода.

5.4 Результаты авторской проверки разработанного метода прогноза максимальных уровней приземного озона в теплый сезон в г.Москве.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование влияния метеорологических условий на концентрацию приземного озона и его предшественников в г. Москве"

Бурное развитие промышленности, рост и развитие городов обусловили рост антропогенного загрязнения.

Актуальность работы определяется практическими потребностями своевременного предсказания наиболее опасных экологических ситуаций в мегаполисе, связанных с высоким уровнем загрязняющих примесей и обусловленных комплексом неблагоприятных метеорологических условий. Наблюдению и прогнозированию концентраций приземного озона в последнее время уделяется повышенное внимание. Такой интерес вызван несколькими объективными причинами. Во-первых, озон является токсичным загрязнителем атмосферы, в высоких концентрациях оказывающий негативное воздействие на здоровье человека и растительность. Он относится к веществам первого класса опасности. Во-вторых, озон играет ключевую роль в химических и фотохимических процессах в тропосфере, обусловливая, ее окислительную способность. В-третьих, вызывает обеспокоенность наблюдаемый в обширных континентальных районах Северного полушария как общий рост тропосферного и приземного озона, так и эпизоды с его повышенными значениями. В московском регионе также наблюдается тенденция учащения эпизодов с повышенными и высокими концентрациями приземного озона.

Важной частью обозначенных проблем являются данные наблюдений, их качество, временное и пространственное разрешение. Только в последние годы появилась возможность изучения загрязнения воздуха, в том числе и приземным озоном, в Москве с высоким пространственным и временным разрешением благодаря функционированию с 2001-2003 гг. систем автоматического контроля за загрязнением атмосферы в г. Москве на станции ИФА РАН и на сети автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) ГПУ «Мосэкомониторинг». В представленной работе впервые для систематических обобщений и изучения воздействий атмосферных процессов на изменчивость газовых составляющих использованы новые данные наблюдений за содержанием загрязняющих примесей. В этой связи отдельное внимание уделялось оценке качества данных.

Регулярные наблюдения позволяют вести контроль качества воздуха для обнаружения эпизодов высокого озона, что особенно важно для густонаселенных территорий. Анализ эпизодов высокого озона имеет важную методологическую направленность. В первую очередь, он позволяет установить синоптические предпосылки и изучить основные влияющие факторы с целью их систематизации для разработки способов своевременного предсказания опасных для окружающей среды явлений.

Одним из важных практических приложений данной работы является получение прогностических правил для расчетов максимальных суточных концентраций приземного озона, как одной их самых токсичных примесей в городском воздухе, оказывающей прямое негативное воздействие на здоровье людей и качество окружающей среды. В нашей стране отсутствует нормативная база для получения данных об источниках и объемах выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Именно это в значительной степени сдерживает развитие численных моделей прогноза загрязнения в России.

Несмотря на развитие численных методов прогноза приземного озона, статистические методы его предсказания за рубежом в настоящее время достаточно эффективны и постоянно совершенствуются.

Целью работы является оценка влияния метеорологических условий на межсезонную и внутрисуточную изменчивость концентраций малых газовых составляющих на городских территориях с различной техногенной нагрузкой; получение представлений о взаимной связи первичных и вторичных загрязняющих примесей на станциях города с различной техногенной нагрузкой; оценка обоснованности применения комплексного показателя МПЗ, разработанного ранее и используемого в оперативной практике, для идентификации метеорологических условий рассеивания примесей в большом городе; изучение природы изменчивости содержания озона в приземном воздухе, получение представлений о пространственных характеристиках концентраций приземного озона в большом городе (Москве), выявление физических связей максимальных суточных концентраций озона с метеорологическими параметрами и типом атмосферной циркуляции, сопоставление метеорологических процессов, сопутствующие высоким уровням озона в московском регионе и зарубежной Европе; разработка статистического метода прогнозирования максимальных уровней приземного озона на территории Москвы.

На защиту выносятся:

- результаты исследований влияния метеорологических условий на сезонную, внутрисуточную изменчивость концентраций приземного озона и его предшественников на основе новых данных непрерывных наблюдений за газовыми составляющими в Москве.

- комплекс метеорологических характеристик, обуславливающих аномально высокие уровни приземного озона в московском регионе в холодный и теплый сезоны.

- метод расчета максимальных суточных уровней приземного озона для разных типов городских территорий.

Научная новизна заключается в данной в работе метеорологической интерпретации межсезонной изменчивости концентраций рассматриваемых малых примесей в городском воздухе Москвы на основе климатических данных о метеорологических параметрах, определяющих рассеивание примесей.

Впервые получены количественные характеристики различий уровня загрязнения в районах большого города, отличающихся уровнем техногенных нагрузок, в условиях интенсивного и слабого рассеивания примесей.

Исходя из характера распределения примесей по территории города, получено, что в холодный сезон определяющим рассеивание фактором является скорость горизонтального переноса в нижних слоях атмосферы; в теплый сезон основным управляющим механизмом является конвекция, т.е. вертикальный обмен.

Полученные результаты существенно расширили понимание происходящих в большом городе процессов переноса загрязняющих примесей (СО, N0) и образования вторичных загрязнителей (NO2 и Оз) в различные сезоны года.

Показаны и интерпретированы связи максимальных концентраций озона со средним городским уровнем СО и N0 в утренние часы.

Систематизированы метеорологические предпосылки формирования высоких уровней приземного озона в московском регионе; выявлены общие со странами зарубежной Европы признаки образования опасных концентраций приземного озона.

Разработаны и прошли успешную проверку на независимой выборке прогностические уравнения максимальных концентраций приземного озона в г. Москве в теплый период.

Результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах в Гидрометцентре РФ, ИФА РАН, Казанском государственном университете, а также на Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS 2004» Томск, 2004; на VIII Всероссийской конференции молодых ученых «Состав атмосферы и электрические процессы» Москва, 2004; на X Всероссийской конференции молодых ученых «Состав атмосферы. Климатические эффекты. Атмосферное электричество» Москва, 2006; на Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS 2006» Томск, 2006.

По теме работы автором опубликовано четырнадцать научных работ.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В первой главе рассмотрены основные характеристики и источники приземного озона. Изложены основные химические формулы образования и разрушения приземного озона. Обсуждаются основные аспекты состояния вопроса мониторинга и прогноза концентраций приземного озона и его предшественников. Во второй главе представлен обзор климатических характеристик условий рассеивания примесей в московском регионе на основе справочных пособий [Безуглая, Берлянд, Вызова, Исаев, Генихович] и собственных обобщений, по данным за последние годы. В третьей главе изложены основные, используемые для исследований данные о малых газовых составляющих. Представлены результаты анализа оценки влияния атмосферных процессов и микроклиматических особенностей города на сезонную, внутрисуточную изменчивость концентраций приземного озона и его предшественников, их городскую неоднородность на основе непрерывных данных наблюдений сети «Мосэкомониторинг» в г. Москве. В четвертой главе рассматриваются случаи увеличения концентраций Оз до уровней, превышающих величину 5% повторяемости наибольших максимальных средних часовых концентраций приземного озона, и сопровождающие их метеорологические условия. Пятая глава посвящена выявлению физических связей максимальных суточных концентраций приземного озона с метеорологическими параметрами и разработке статистического метода прогнозирования максимальных уровней приземного озона на территории г. Москвы.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Шалыгина, Ирина Юрьевна

Основные результаты состоят в следующем:

1. Сезонные и внутрисуточные закономерности изменчивости концентраций газовых примесей в городском воздухе, полученные по данным автоматических наблюдений на сети ГПУ «Мосэкомониторинг» и на станции экологического мониторинга ИФА РАН, отражают основные физические процессы в нижней атмосфере, определяющие рассеивание и перенос примесей. Это указывает на удовлетворительное качество данных автоматизированного мониторинга и на возможность исследований на их основе воздействия атмосферных процессов разного временного масштаба.

2. Используя данные непрерывных наблюдений, впервые получены характеристики сезонной и внутрисуточной изменчивости концентраций приземного озона в различных районах Москвы.

3. Представлены результаты анализа сезонных и внутрисуточных изменений газовых составляющих совместно с обусловливающими их метеорологическими характеристиками (скорость переноса в пограничном слое атмосферы, слой перемешивания, повторяемость приземных и приподнятых инверсий, температурная стратификация) соответственных временных осреднений.

4. Получены оценки взаимной связи первичных и вторичных загрязняющих примесей на станциях города с различной техногенной нагрузкой. Показано, что средняя концентрация окиси углерода (СО), рассчитанная по данным измерений на станциях, удаленных от прямых источников (за исключением фоновых), является надежным маркером городского загрязнения и лучше, чем другие показатели загрязнения, отзывается на изменения метеорологических условий.

5. С использованием средних суточных и средних часовых концентраций СО проведена верификация комплексного показателя метеорологических условий рассеивания примесей (МПЗ). Установлено, МПЗ лучше всего описывает изменчивость загрязнения на станциях смешанного влияния, т.е. адекватно описывает атмосферные процессы, определяющие рассеивание примесей на большей части мегаполиса.

6. Представлены результаты изучения связей максимальной суточной концентрации приземного озона с метеорологическими характеристиками, в т.ч., с типом барического поля, которые стали основой для разработки статистического метода прогноза приземного озона.

7. Получены статистически значимые прогностические регрессионные уравнения для расчета максимальных суточных уровней приземного озона в районах города с различной техногенной нагрузкой. Оценки успешности разработанного статистического метода прогноза максимальных концентраций приземного озона на текущие и следующие сутки показали, что погрешности полученных уравнений значительно меньше величины природной изменчивости.

В заключении хочу выразить самую искреннюю благодарность и признательность своей научной руководительнице И.Н. Кузнецовой за постоянное внимание к работе. Также выражаю искреннюю благодарность за ценные замечания и обсуждения A.M. Звягинцеву.

Заключение

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Шалыгина, Ирина Юрьевна, Москва

1. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Зуев В.В. и др. TOR станция мониторинга атмосферных параметров // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т.7. №8. С.1085-1092.

2. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. JL: Гидрометеоиздат, 1980. - 170-184 с.

3. Безуглая Э.Ю., Завадская Е.К., Смирнова И.В. Возможности прогноза средних концентраций озона в атмосфере городов России. Мониторинг загрязнения атмосферы в городах. С-П, 1998, с.67-85.

4. Берлянд М.Е., Генихович E.JL, Оникул Р.И. О расчете загрязнения атмосферы выбросами из дымовых труб электростанций. -Труды ГГО. 1964, вып.158, с.3-21.

5. Бритаев А.С., Фарапонива Т.П. Особенности распределения концентраций озона в г.Москве// Атмосферный озон. JL: Гидрометеоиздат, 1987, с.130-134.

6. Бюллетень о загрязнении воздушной среды города Москвы за 2004 год.

7. Бюллетень о состоянии атмосферного воздуха в городе Москве в 2005 году.

8. Бююль А., Цёфель П. SPSS искусство обработки информации. М.: DiaSoft, 2005.

9. Вызова H.JL, Гаргер Е.К., Иванов В.Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. — Д.: Гидрометеоиздат, 1991.

10. Генихович E.JI. Фильтрация шумов и моделирование и прогноз загрязнения атмосферы. Тезисы Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ENVIROMIS-2004», 2004, с.68.

11. П.Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Зоткин Е.В., Карпов А.В., Лезина Е.А., Ульяненко А.В. Вариации газовых компонент загрязнения в воздушном бассейне г.Москвы. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2006, т. 42, № 2, с. 1-15.

12. Горчаков Г.И., Аникин П.П., Волох А.А., Емельяненко А.С., Копейкин В.М., Пономарева Т.Я. Исследования состава задымленной атмосферы Московского региона. -Доклады РАН, 2003, т. 390, №2, с. 251-254.

13. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. Справочник. Л., Химия, 1987.

14. Н.Демин В.И., Белоглазов М.И., Еланский Н.Ф. О связи приземной концентрации озона и высоты слоя перемешивания //Оптика атмосферы и океана, том 17, 2004 г., N 8, стр.662-665.

15. Демин В.И., Карпечко А.Ю., Белоглазов М.И., Кюро Е. О роли турбулентного перемешивания в формировании приземных концентраций озона на Кольском полуострове // Оптика атмосферы и океана. 2006г., том 19, №. 5, стр.448-450.

16. Еланский Н.Ф., Сеник И.А. Измерения приземной концентрации озона на Высокогорной научной станции Кисловодск: сезонные и суточные вариации // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1995. Т. 31. N 2. С. 251-259.

17. Еланский Н.Ф., Локощенко М.А., Беликов И.Б. и др. Изменчивость газовых примесей в приземном слое атмосферы Москвы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т.43. №2. С.1-14.

18. Еланский Н.Ф., Звягинцев A.M., Тарасова О.А. Исследования тропосферного озона в Европе и России, Метеорология и гидрология, 2003, № 1, с. 125-128.

19. Еланский Н.Ф., Кадышевич Е.А. Измерение приземной концентрации озона и окислов азота в г.Москве // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1993. Т. 29. N 3. с. 346-352.

20. Еланский Н.Ф., Смирнова О.И. Концентрация озона и окислов азота в приземном воздухе г.Москвы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1997. Т. 33. N 5. С. 597611.

21. Зверев А.С. Синоптическая метеорология. Гидрометеоиздат.

22. Звягинцев A.M. Аномалии приземного озона в Европе // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40. № 3. С. 387-396.

23. Звягинцев A.M., Беликов И.Б., Егоров В.И., Кузнецова И.Н. и др. Положительные аномалии приземного озона в июле-августе 2002 г. в Москве и ее окрестностях // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40. № 1. С. 78-89.

24. Звягинцев A.M., Кузнецова И.Н. Изменчивость приземного озона в окрестностях Москвы: результаты десятилетних регулярных наблюдений // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2002. Т. 38. N 4. С. 486-495.

25. Звягинцев A.M., Крученицкий Г.М. Результаты регулярных измерений приземной концентраций озона в г. Долгопрудном в 1991-1995 гг. Метеорология и гидрология.1996. № 6. С.63-72.

26. Звягинцев A.M., Крученицкий Г.М. О пространственно-временных связях приземной концентрации озона в Европе // Известия АН. Физика атмосферы и океана.1997. Т. 33. N 1.С. 104-113.

27. Звягинцев A.M. Крученицкий Г.М. Об эмпирической модели приземной концентрации озона вблизи Москвы (г. Долгопрудный) // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1996. Т. 32. N 1. С. 96-100.

28. Звягинцев A.M., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н. Содержание озона над территорией Российской федерации и сопредельных стран в третьем квартале 2002 г. Метеорология и гидрология. 2002. № 11.С. 117-124.

29. Звягинцев A.M., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Лезина Е.А. Содержание озона над территорией Российской федерации в 2006 г. Метеорология и гидрология. 2007. № 2.С. 116-121.

30. Звягинцев A.M., Селегей Т.С., Кузнецова И.Н., Изменчивость приземного озона в г.Новосибирске// Оптика атмосферы и океана. 2007. Т.20. №7. С.647-650.

31. Звягинцев A.M., Беликов И.Б., Еланский Н.Ф., Какаджанова Г., Кузнецова И.Н., Тарасова О.А., Шалыгина И.Ю. Эмпирическое моделирование максимальных суточных концентраций приземного озона, (в печати)

32. Исаев А.А. Экологическая климатология. Научный мир. 2001.

33. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н., Голицын Г.С. Остров тепла в пограничном слое атмосферы над большим городом: новые результаты на основе дистанционных данных // Докл РАН. 2002. Т. 385. N 4. С. 541-548.

34. Калверт.С, Инглунд Г.М. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. М., Металлургия, 1988.

35. Карпечко А.Ю., М.И. Белоглазов Техника и методика геофизического эксперимента. Апатиты: Изд. КНЦ РАН. 2003. С. 133-137.

36. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Под ред. Э.Ю. Безуглой и М.Е. Берлянда. Л. Гидрометеоиздат, 1983.

37. Котельников С.Н., Миляев В.А., Саханова В.В., Янгуразова Л.Р. Проблема тропосферного озона в Москве и Московской области. Влияние озона на растения и здоровье человека. Тезисы конференции, Москва 2002.

38. Кузнецова И.Н, Хайкин М.Н., Кадыгров Е.Н. Влияние городской среды на температуру в пограничном слое атмосферы по данным микроволновых измерений в Москве и окрестностях. Физика атмосферы и океана, 2004, том 40, №5 с.678-688.

39. Ларин И.К. Экологические проблемы современности. М., 2003.

40. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.-c.639.

41. Оке Т.Р. Климаты пограничного слоя. J1., Гидрометеоиздат, 1982.

42. Передвижная обсерватория ТРОЙКА и наблюдения состава атмосферы над Россией. Под ред. Еланского Н.Ф. М., РАН ИФА им. Обухова, 2006.

43. Ровинский Ф.Я., Егоров В.И. Озон, окислы азота и серы в нижней атмосфере //Л.: Гидрометеоиздат, 1986, с. 184.

44. Руководящий документ. Методические указания по прогнозированию загрязнения воздуха в городах с учетом метеорологических условий. РД 52.04. 78-86.

45. Руководящий документ. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04. 186-89.

46. Сонькин J1.P. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1991,103-122 с.

47. Сонькин Л.Р., Николаев В.Д., Ивлева Т.П., Кириллова В.И. Прогноз экстремально высоких уровней загрязнения воздуха в городах и регионах. Проблемы физики пограничного слоя атмосферы и загрязнения воздуха. С-П., 2002, с.310-322.

48. Справочник эколого-климатических характеристик г.Москвы. Под ред. Исаева А.А., Локощенко М.А. и др., Издательство Московского университета, 2003.

49. Справочник ГОСТ: ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», 1976.

50. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха источники и контроль. М. Издательство «Мир», 1980.

51. Шакина Н.П., Кузнецова И.Н., Иванова А.Р. Анализ случаев стратосферных вторжений, сопровождаемых повышением радиактивности в приземном воздухе // Метеорология и гидрология. 2000. N 2. С. 53-60.

52. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Л. Гидрометиздат, 1973.

53. Хргиан А.Х., Перов С.П. Современные проблемы атмосферного озона. Л. Гидрометиздат, 1980.

54. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М. Издательство Московского университета, 1994.

55. Avino P. Mechanism of Smog Photochemical Formation in the Urban Area of Rome -Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.936-937,2004.

56. Bonasoni P., p. Cristofanelli, F/ Calzolari, F. Evangelisti Influence of Saharan dust on background ozone concentration Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.853-854, 2004.

57. Balcar Т., Krizan P., Kastner J. Urban And Background Surface Ozone Trends Over The Czech Republic In 1995 2004. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8,00753,2006.

58. Bruhl Ch., P.J. Crutzen. Reductions in the anthropogenic emissions of CO and thir effect on CH4. Chemosphere-Global Change Science. V.l, Issuees 1-3, August 1999, pp. 249-254. doi: 10.1016/S1465-9971 (99)00028-8.

59. Bubnik J. kratkohoba prognoza potenciala znecisteni // Praga, 1972. 36p.

60. Clark, T.,& Karl, T. (1982): Application of prognostic meteorological variables to forecasts of daily maximum one-hour ozone concentrations in the Northern United States, JAM, v.21, 1662- 1671/1

61. Crutzen P.J. A discussion of the chemistry of some minor constituents in the stratosphere and troposphere // Pure and Applied Geophysics. 1973. V. 106. P. 1385-1399.

62. Clifford, M.J., Clarke, R. & Riffat, S.B., Local aspects of vehicular pollution, Atmospheric Environment, 31, pp. 271-276, 1997.

63. Cristofanelli P., Bnafe U., Bonasoni P., Colombo Т., Stohl A. Vertical exchange of ozone the boundary layer and the free troposphere Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.862-863, 2004.

64. Collier C. G. The impact of urban areas on weather.- Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2005, v: 132, N. 614, p. 1 -25.

65. Davies 1., Keny P.M., Low P.S. and Pierce C.E. Surface ozone concentration in Europe: links with the regional scale atmospheric circulation // J.Geophys Res 1992. V.97, N D9. -P.9819-9832.

66. Delcloo A., Backer H., Lemoine R., Cheymol A. Modelling planetary boundary layer ozone, using ozone sounding data at Uccle Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.847-848, 2004.

67. Dupont, S., Otte, T. L., and Ching, J. K. S.: Simulation of meteorologicalfields within and above urban and rural canopies with a mesoscale model (MM5)/- Bound. Lay. Meteorol., 2004, v.113, p. 111-158.

68. Egorova Т., E. Rozanov, V. Zubov, E. Manzini, W. Schmutz and Т/ Peter Chemistri-climate model SOCOL: a validation of the present-day climatology. Atmospheric Chemistry and Physics, Vol.5, pp. 1557-1576,2005.

69. Elisabeth A. Donnell, Deb J. Fish and Ed M. Dicks Mechanisms for pollutant transport between the boundary layer and the free troposphere, American Geophysical Union, Vol. 106, NO. D8, pp. 7847-7856, 2001.

70. Fiala J., Cernikovsky L., de Leeuw F., Kurfiierst P. Air pollution by ozone in Europe in summer 2003 // European Environment Agency Topic report 3/2003. Copenhagen. 2003. 33 p.

71. Feister U., Balzer K. Surface ozone and meteorological predictors on a subregional scale. Atmos. Environ., 1991, v. 25A, № 9, p. 1781-1790.

72. Jaroslawski J., Obni'nska В., Bogucka M. Surface ozone variability in Poland, 19952005. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 00755, 2006.

73. Jianhui В., W. Gengchen, W. Mingxing An empirical correlation between surface 03 and its factors Atmos. Environ., 2005, v. 39, p. 4419-4423.

74. Myhre L., C. Toledano, G. Myhre, K. Stebel Regional aerosol optical properties and radiative impact of the extreme smoke event in the European Arctic in spring 2006. Atmospheric Chemistry and Physics, Vol.7, pp.9519-9559, 2007.

75. Helena A Flocas. Vasiliki D. Assimakopoulos and Costas G. Helmis VOC and 03 Distributions over the Densely Populated Area of Greater Athens. Greece. American Meteorological Society, pp.1799-1810,2003.

76. Hunova I., Horalek J. Trends in Ground-level Ozone Concentrations over the Czech Republic in 1994-2003 Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.877-878, 2004.

77. Intercontinental transport and its influence on the ozone concentrations over central Europe: Three case studies. Geophysical research, Vol. 108, No. D12, 8530,2003.

78. Ivanova A.R., Chakina N.P., Kuznetsova I.N. The stratospheric intrusion possible contribution to the surface ozone variability in the Kola Peninsula Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.882-883, 2004.

79. Kallos G., M. Astitha, F. Gofa, M.Varinou, M. O'Connor Tropospheric ozon Production and Transport in the Mediterranean Region- Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.763-764, 2004.

80. Kleinman Lawrence I., Ryan William F., Daum Peter H., Springston Stephen R., ZLee Yin-Nan, Nunnermacker Linda J., Weinstein-Lloyd Judith. J. Geophys. Res. D. 2004. 109, JSfs20, c. D20302/1-D203 02/17

81. Konovalov I/ Application of neural networks for studying nonlinear relationsfc»ips between ozone and its precursors. Geophysical research, Vol. 107, No. Dll, 10.1029, pp. 8— 1 4, 2002.

82. Kordziel M., Davis R., Fuentes J. High ozone in two eastern North American corridors from 1980-2000 Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.1209,20 04.

83. Kremler M. Surface ozone concentrations on the mountain stations in SlovaJcia. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 00765, 2006.

84. Lam, G.C.K., Leung, D.Y.C., Niewiadomski, Pang, S.W., Lee, A.W. & Louie, P.KLIK., Street-level concentrations of nitrogen dioxide and suspended particulate matter in Hong Кол g, Atmospheric Environment, 33, pp. 1-11, 1999.

85. Mayer H., Ch. Haustein, A. Matzarakis, Urban air pollution caused by motor-traffic. .-Air Pollution VII. WIT PRESS. Advances in Air Pollution 6, 251-260, 1999.

86. Narasimhan R., J. Keller and G. Subramaniam Ozone Modeling Using Neural Networks // Applied Meteorology, Vol.39, pp. 291-296,2000.

87. Niemi J., Tervahattu H., Vehkamaki H., Kulmala M., Koskentalo T, Sillanpaa TM., Rantamaki M. Characterization and source identification of fine particle episode in Finlan <z±- -Atmosph. Environ., 2004, v.38, p. 5003-5012.

88. Nino H., Mori F., Satomura Т., Akiba S. Flow Regimes of Nonlinear Heat Isl^a/nd Circulation.- J. Atm. Scien., 2005, v. 63, No. 5, p. 1538-1547.

89. Оке T.R. City cize and the urban heat islands. Atmos,, Environ., 1973, vol. 7, p. 769-781.3. 39

90. Pohjola .M, Rantamflki M., Kukkonen J., Karppinen A., Berge E. Meteorological evaluation of a severe air pollution episode in Helsinki on 27-29 December 1995. -Boreal Env. Res., 2004, v.9, p. 75-87.

91. Tarasova O.A., A.M. Zvyagintsev, G. Kakajanova, I.N. Kuznetsova, Tropospheric ozone climatology at extratropical latitudes, Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 00751,2006.

92. Tricio V. and R. Viloria A comparison of temporal variation of ozone concentration in different urban environments: Burgos, Spain, and Buenos Aires, Argentina -Proceedings of the XX quadrennial ozone symposium, Greece, p.800-801,2004.

93. Raga, G.B. & Le Moyne, L., On the nature of air pollution dynamics in Mexico City -1. Nonlinear analysis, Atmospheric Environment, 23, pp. 387-393,1996.

94. Ren Li-hong, Hu Fei, Zhou De-gang (The Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China). Chengshi huanjing yu chengshi shengtai/ Urban Environ, and Urban Ecol. 2004.17, № 5 c. 1-3

95. Solberg S., Bergstroem R., Langner J., Laurila Т., Sjoeberg K. and Lindskog A. Changes in ozone episodes due to emission reductions: A Nordic study, Norwegian Institute for Air Research: Kjeller. EMEP/CCC-Report 10/2002. 74 p. (http://www.nilu.no).

96. Stedman, J. R.: The predicted number of air pollution related deaths in the UK during the August 2003 heat wave, Atmos. Environ., 38, 1087-1090, 2003.

97. Stohl A., Berg Т., Burkhart J.F. Arctic smoke record high air pollution levels in the European Arctic due to agricultural fires in Eastern Europe in spring 2006. Atmospheric Chemistry and Physics, Vol.7, pp.511-534,2007.

98. Sarrat C., Lemonsu A., Masson V., Guedalia D. Impact of urban heat island on regional atmospheric pollution. Atmosph. Environ., 2006, v. 40, p. 1743-1758.

99. Solberg S., P. Coddeville, C. Forster, Ш. Hov, Y. Orsolini, and K. Uhse European surface ozone in the extreme summer 2003, Atmospheric Chemistry and Physics, Vol.5, pp.9003-9038,2005.

100. Valkama I., Kukkonen J. Identification and classification of air pollution episodes in terms of pollutants, concentration levels and meteorological conditions.- Deliverable 2.1 of the EU 5FP FUMAPEX project, Helsinki, 2004, p.30.

101. Wild O. Modelling the global tropospheric ozone budget: exploring the variability in current models, Atmospheric Chemistry and Physics, 2007, Vol.7, pp.2643-2660.

102. Update and revision of the air quality guidelines for Europe: report on the Working Group on "Classical" Air Pollutants, Bilthoven, Netherlands, 11-14 October 1994. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1995 (document EUMCP/EHAZ 94 05/PB01).