Реконструкция загрязнения атмосферы Алтая по ледовому керну седловины г. Белуха

Малыгина, Наталья Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Реконструкция загрязнения атмосферы Алтая по ледовому керну седловины г. Белуха
ВАК РФ 25.00.31, Гляциология и криология земли

Автореферат диссертации по теме "Реконструкция загрязнения атмосферы Алтая по ледовому керну седловины г. Белуха"

На правах рукописи

Малыгина Наталья Сергеевна

РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ АЛТАЯ ПО ЛЕДОВОМУ КЕРНУ СЕДЛОВИНЫ Г. БЕЛУХА

25.00.31 - гляциология и криология Земли

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2009

003464767

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН

Научные руководители:

Доктор географических наук, профессор Винокуров Юрий Иванович

Доктор химических наук Папина Татьяна Савельевна

Официальные оппоненты:

Доктор географических наук Михаленко Владимир Николаевич

Кандидат географических наук Чижова Юлия Николаевна

Ведущая организация

Арктический и Антарктический научно - исследовательский институт РОСГИДРОМЕТ

Защита состоится 20 марта 2009 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д.002.046.04 при Учреждении Российской академии наук Институт географии РАН по адресу: 119017, Москва, Старомонетный пер., 29; факс (495)9590033; e-mail:igras@geonet.igras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Институте географии РАН

Автореферат разослан 18 февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук

Зайцева И.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными методами оценки современного уровня загрязненности атмосферы являются проведение прямых мониторинговых наблюдений и теоретические расчеты эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу (ЕМЕР, 2007; МГЭИК, 2007). Для получения обобщенной информации об экологическом состоянии атмосферы, как для прошлых эпох, так и для современного отрезка времени используются различные стратифицируемые природные накопители. Среди них особое место отводится высокогорным ледникам, хорошо отражающим палеоклиматические и палеоэкологические изменения. Повышенный интерес именно к этим наземным стратифицируемым накопителям обусловлен, также наблюдающейся их интенсивной деградацией, которая может привести в ближайшем будущем к полному отсутствию возможности их использования в качестве «палеоархивов».

Большой интерес высокогорные ледники представляют для оценки уровня загрязнения атмосферы веществами, способными переноситься • на значительные расстояния, типичными представителями которых являются твердые аэрозольные частицы, а также ртуть, глобальное распространение которой обусловлено ее долгим временем жизни в атмосфере. Ртуть является приоритетным загрязнителем для Алтайского региона, так как на его территории находятся крупные природные и антропогенные источники ее эмиссии. Твердые аэрозоли, охлаждающее действие которых частично компенсирует влияние на климат парниковых газов, в последнее время привлекают пристальное внимание исследователей.

Немногочисленньми палеоархивными индикаторами поступления твердых аэрозольных частиц и ртути в атмосферу Центрально-Азиатского региона могут выступать высокогорные ледники Тянь-Шаня, Памира и Алтая, так как значительные по площади высокогорные ледники Тибета и Гималаев в большей степени испытывают на себе влияние муссонной циркуляции. При этом высокогорные ледники Алтая могут давать дополнительную информацию о региональной составляющей поступления загрязняющих веществ в атмосферу Алтайского региона.

Объект исследования. Ледовый керн, отобранный в июле 2001 года совместной Российско-Швейцарской экспедицией в седловине г. Белуха, Катунский хребет, Алтай (49°48'26.3" с.ш., 86°34'42.8" в.д., высота 4062 м) на глубину 140 метров. В работе использованы данные,

полученные для части ледового керна, сформированной с 1840 по 2001 гг.

Цель и задачи исследования. Цель - определение источников поступления твердых аэрозольных частиц (пыли) и оценка уровня загрязнения атмосферы Алтая ртутью по результатам послойного анализа высокогорного ледового керна седловины г. Белуха.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

^ Разработать способ количественной оценки региональной и глобальной составляющих атмосферного загрязнения территории с использованием данных послойного химического анализа высокогорных ледовых кернов;

^ Оценить масштаб загрязнения атмосферы Алтая ртутью, выявив приоритетные источники ее эмиссии;

^ Определить приоритетные факторы, влияющие на процессы переноса загрязняющих веществ и твердых аэрозольных частиц в горных районах Алтая.

Научная новизна работы. Предложен способ количественной оценки вклада различных составляющих атмосферного загрязнения с использованием данных послойного химического анализа высокогорных ледовых кернов, с помощью которого впервые оценен вклад глобальной и региональной составляющих эмиссии ртути в атмосферу Алтайского региона.

Впервые установлено, что влияние мощного локального источника эмиссии ртути - Акташского ртутного комбината - на загрязнение атмосферы Западной части Алтая незначительно; основной вклад, в формирование ртутного загрязнения данной территории наряду с глобальными оказывают региональные природные (Алтае-Саянская ртутная провинция) и антропогенные (промышленные металлургические центры Восточного Казахстана) источники ртути.

Показано, что основной причиной формирования пылевых слоев, визуально фиксируемых в ледовом керне г. Белуха, являются атмосферные процессы регионального масштаба, которые приводят к возникновению в аридных районах Алтая и северо-восточного Казахстана смерчей и пыльных бурь, способствующих переносу пыли воздушными течениями на значительные расстояния.

ртути в окружающую среду Центрально-Азиатского региона. Наряду с исследованиями уровня ртутного загрязнения других высокогорных ледников Северного полушария (Монблан, Франция и Верх-Фремонт, США) результаты работы могут быть использованы в рамках выполнения важного международного проекта «Global Mercury Project».

Идентификация источников поступления аэрозольных частиц в атмосферу Алтая может быть использована для оценки трансграничного переноса и верификации моделей изменения климата Центральной Азии.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на региональной научно-практической конференции «Вопросы горного страноведения» (Барнаул, 2005), на международном семинаре «Ice meeting» (Швейцария, 2005), Международной школе ERCA 2007 (Франция, 2007), рабочей группе Аэрозоли Сибири XIV (Томск, 2007), Международной конференции «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов» (Тюмень, 2008), XIV Гляциологическом симпозиуме (Иркутск, 2008), Международной конференции «Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее» (Горно-Алтайск, 2008).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 13 публикациях, в том числе 3 из них в журналах, рекомендованных ВАК.

Фактический материал и личный вклад автора. В основу работы положены данные гляциологических и гляциохимических исследований ледового керна, выполненные в лаборатории радиохимии и химии окружающей среды Института им. Поля Шеррера (Швейцария), и материалы, собранные автором в редком фонде Алтайской краевой универсальной научной библиотеки им. В.Я. Шишкова, в управлении архивного дела Алтайского края и Государственном архиве Республики Алтай. Личный вклад автора состоял в поиске разноплановых архивных материалов (проанализировано более 150 первоисточников), сборе и анализе метеорологической и синоптической информации (более тысячи синоптических карт из архива ИВЭП СО РАН, а также дневники погоды метеостанций края за 1985-1986 гг.), систематизации типов циркуляции атмосферы для юга Западной Сибири с учетом орографических особенностей региона. Интерпретация гляциохимических данных, обсуждение результатов работы и подготовка публикаций проводились совместно с научными руководителями и соавторами.

ш за щи I у иыНиСм1ём:

1. Способ количественной оценки региональной и глобальной составляющих атмосферного ртутного загрязнения территории на основе данных высокогорного кернового бурения.

2. Оценка вклада Акташского ртутного комбината в загрязнение атмосферы Алтая.

3. Обоснование основной причины возникновения пылевых (dust) слоев в высокогорном ледовом керне седловины г. Белуха, как результата региональных атмосферных процессов (пыльные бури, смерчи, шквалы).

Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 115 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 129 наименований, содержит 36 рисунков и 7 таблиц.

Благодарности. Считаю своим долгом высказать слова благодарности проф. X. Гаггелеру и доктору М. Швиковски за приглашение и возможность участия в работе по выполнению совместного Российско-Швейцарского проекта; д-ру С. Оливер и д-ру К. Хендерсону за предоставленные материалы; к.х.н. С. С. Эйрих за предоставленные материалы, обсуждения и ценные замечания, высказанные в ходе выполнения и оформления работы; с.н.с. ИВЭП СО РАН Г. С. Зинченко за предоставление метеоданных и помощь в их обработке и анализе. Особую благодарность выражаю своим научным руководителям д.г.н., профессору Юрию Ивановичу Винокурову и д.х.н. Татьяне Савельевне Папиной за идею работы и постоянную помощь при ее выполнении.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы (цель, новизна, апробация, практическая значимость), описан объект исследования и используемый фактический материал, выделен личный вклад автора при выполнении работы.

В первой главе «Реконструкция загрязнения атмосферы по данным ледникового кернового бурения» сделан обзор литературных данных о возможности оценки масштабов атмосферного загрязнения с использованием данных послойного химического анализа высокогорных ледовых кернов, а также проведен анализ факторов, контролирующих процесс поступления загрязняющих веществ на

поверхность ледников. Сделан вывод, что метеорологические и орографические факторы, наряду с особенностями источника загрязнения являются основными факторами, контролирующими поступление, распространение и осаждение загрязняющих веществ в атмосфере горных регионов.

Описаны методы, применяемые для исследования и датирования ледовых кернов. Показана необходимость сопоставления различных методов датирования ледового керна для получения надежной временной шкалы. Рассмотрены возможности и проблемы при интерпретации данных высокогорных ледовых кернов для реконструкции палеоклиматических и палеоэкологических условий изучаемых территорий.

Во второй главе «Обоснование района и объекта исследования» показано, что в течение XX столетия из-за глобального потепления объемы ледников в Центральной Азии значительно сократились (МГЭИК, 2007), особенно интенсивно процесс потепления протекал в Сибири (Henderson, 2006). Сохранившиеся высокогорные (высота выше 4000 м) ледники Азии, включая горные районы Алтая, являются хорошими природными палеоархивами, в первую очередь, региональных климатических и экологических изменений (Aizen, 2004; Fujita, 2004; Thompson, 2000).

Алтай является орографическим барьером для западного переноса воздушных масс. Он расположен на северо-западной периферии Центральной Азии, на границе между Восточным Казахстаном, югом Западной Сибири, северо-западным Китаем и Западной Монголией

(»-чттг» 1 ^

Ч-

Рис. 1. Район исследования

Этот регион представляет значительный интерес для исследований палеоклиматических и палеоэкологических изменений, как территория с резко континентальным климатом, расположенная на границе раздела между тайгой, пустынными и полупустынными районами Центральной Азии.

Наиболее крупные высокогорные ледники Алтая сосредоточены в горном массиве г. Белуха. В 2000 г. совместно Институтом им. Поля Шеррера (Швейцария) и Институтом водных и экологических проблем СО РАН (Россия) была проведена экспедиция с целью выбора места глубинного кернового бурения ледника в седловине г. Белуха. Для этого на высоте 3895 м (49°48'49" с.ш, 86°32'29" в.д.) был отобран шестиметровый фирновый керн, а также образцы снега. Температура в буровой скважине была измерена на глубине шести метров, она составила -1,4 °С. В лабораторных условиях в отобранных образцах фирна и снега были определены концентрации основных ионов и соотношение стабильных изотопов (5180 и 5D). Несмотря на относительно высокую температуру фирна, определенную во время его отбора, и наличие ледяных прослоев (максимальная мощность 30 см на глубине 2,5 м), стратиграфия проанализированных химических элементов не показала существенных изменений.

На основании результатов первой экспедиции, в июле 2001 г. второй совместной Российско-Швейцарской экспедицией в седловине г. Белуха, (49°48'26.3" с.ш., 86°34'42.8" в.д., высота 4062 м) был отобран ледовый керн на глубину 140 м. Затем он в замороженном виде был доставлен в лабораторию радиохимии и химии окружающей среды Института им. Поля Шеррера (Швейцария) для дальнейшего гляциохимического анализа. Датировка слоев отобранного ледового керна была проведена с использованием первичного подсчета годовых слоев по одному или более сезонно-варьируемым сигналам и стратиграфических маркеров (1963 и 1945 гг. - по максимальной концентрации соответственно трития и плутония), измерения активности 210РЬ, извержения вулканов Тамбора и Катмай в 1815 и 1912 гг. В настоящее время большая часть отобранного ледового керна г. Белуха отдатирована и проанализирована на послойное содержание в ней ртути, а также основных веществ, связанных с биогенной (NH/, СООН"), почвенной (Са2+, Mg2+, С1", Na+) и антропогенной (S042*, N03", NH4+) эмиссией в атмосферу.

В третьей главе "Оценка вклада локальных, региональных и глобальных источников эмиссии ртути в общий баланс ее поступления в

атмосферу Алтая" дана характеристика региональных и локальных источников эмиссии ртути на Алтае; представлен анализ климатических особенностей региона, влияющих на распространение ртути от источников ее эмиссии; обоснован способ и представлены результаты расчетов вклада различных источников ртути в загрязнение атмосферы Алтая.

Методика атомно-флуоресцентного определения ртути, включающая соблюдение всех требований техники «ультрачистого протокола» (Ferrari, 2000; Boutron, 1990) и позволяющая определять ртуть в слоях ледника с пределом обнаружения 0,025 нг/кг, была разработана и использована С.С. Эйрих для послойного определения ртути в ледовом керне седловины г. Белуха (Eyrikh, 2005). Полученные результаты показали, что содержание ртути в слоях ледового керна, сформировавшихся в индустриальное время, изменяется в широких пределах от 0,2 до 6,3 нг/кг (рис. 2).

о С.

•з

ъ:

о ■

1925

1935 1945

1965 1975 1985 1995 2005

Рис. 2. Концентрация ртути в ледовом керне г. Белуха 1925-2001 гг.

Для оценки уровня загрязнения и вклада региональных источников в общий баланс поступления ртути в воздушный бассейн Алтайского региона полученные данные химического послойного анализа ледового керна ледника Белуха были сопоставлены нами с существующими надежными литературными данными по содержанию ртути в снеге (табл. 1) и слоях кернов льда (табл. 2) других ледников

Северного полушария. К надежньш литературным данным были отнесены результаты исследований, проведенных с соблюдением техники «ультрачистого протокола». Многочисленные данные, полученные до середины 1980-х годов, большей частью признаны несостоятельными в связи с проблемами загрязнения проб на стадии пробоотбора и анализа (8Ьеррагс1,1991).

Таблица 1

Содержание ртути в снеге различных ледников и удаленных мест Северного полушария

Место отбора Тип пробы Годы общ.. нг/кг **нёр„ нг/кг

Алтай, ледник Белуха (3895 м) Поверхн. снег 2000 - 0,8-1,4 (п=29)

Верхн. слой фирна 1998-2001 1,7-3,5 (п=17) -

Швейцарские Альпы, Юнгфрау йох (3450 м) Поверхн. снег 2002 1,5-2 (п=13) 0,6-1,4 (п=26)

Французские Альпы в районе Гренобля Поверхн. снег 1998-2000 13-130 (п=14) <0,8 (п=14)

Свалбард (Норвегия) Сезонный снег 2003 1,2-32 (п=28) -

Кууйарапик (Канада) Сезонный снег 2002 3,4-24,5 (п=б) -

Центральная Гренландия (Саммит, 3238 м) Керн снега 1949-1989 - <0,05-2,0 (п=56)

*Н8 0бщ. - общая ртуть; * р - ртуть реакционно-активная; п - число усредняемых значений;

Сопоставление данных показало, что содержание ртути в поверхностном снеге и в верхних слоях фирна ледника Белуха, отражающем современное загрязнение атмосферы изучаемого региона (табл. 1), находится на невысоком уровне, сравнимом с концентрациями для других высокогорных ледников и удаленных регионов (таких как Центральная Гренландия) Северного полушария. Это свидетельствует о том, что в настоящее время уровень загрязненности окружающей среды Алтая Центрально-Азиатского региона в целом определяют глобальная эмиссия ртути и перенос ее на дальние расстояния.

При сравнении ледовых кернов по содержанию ртути за индустриальный период (табл. 2) можно отметить, что из всех рассмотренных высокогорных ледников самые низкие концентрации ртути наблюдались в слоях ледника Белуха, близкие к ним значения определены в леднике Монблан.

Таблица 2

Сравнение данных по содержанию ртути в кернах льда различных ледников мира в индустриальное время

Место отбора Тип пробы Год формирования слоев ледника Н8о6ш., нг/кг

Интервал Среднее *

Ледник Белуха, (Алтай, 4062 м) Фирн, лед 1941 -2001 0,19 - 6,29 1,95 (п=61)

Монблан, (Альпы, 4250 м) Фирн, лед 1913 -1990 0,86 - 5,76 2,30 (п-9)

Ледник Верх-Фремонт (США, 4100 м) Фирн, лед 1900- 1993 - 10,0 (п=39)

Центральная Гренландия (Саммит, 3238 м) Керн снега 1949- 1989 < 0,05 - 2,0 0,43 (п=31)

* среднее содержание ртути вычислено из среднегодовых значений за указанный период; п - число усредняемых значений

Для количественной оценки региональной составляющей ртутного загрязнения нами была предложена следующая методика расчета. За глобальный фоновый современный (индустриальное время) уровень ртути Северного полушария можно принять ее концентрацию в атмосфере, которая отражена в ледниках Центральной Гренландии -районе, находящемся на значительном удалении от индустриальных центров нашей планеты. Поэтому, сравнивая концентрацию ртути в слоях ледника Белуха, сформированных в индустриальное время, с ее концентрацией в аналогичных слоях снежного керна Гренландии, можно оценить вклад региональной и глобальной составляющих в эмиссию ртути в атмосферу Алтайского (Центрально-Азиатского) региона. Так как общий вклад ртути в атмосферу изучаемого региона характеризуется концентрацией 1,95 нг/кг (усредненная величина за указанный период), а глобальная составляющая - концентрацией 0,43 нг/кг, то региональная составляющая может быть оценена как разность этих двух величин, а именно - 1,52 нг/кг. Таким образом, вклад региональной составляющей в ~3,5 раза превышает вклад глобальной составляющей в общий современный уровень загрязнения ртутью атмосферы Алтайского (Центрально-Азиатского) региона. Аналогично, для Центрально-Европейского региона современный вклад региональной составляющей превышает вклад глобальной составляющей в ~4 раза, а для США в -22 раза.

Для характеристики региональной составляющей эмиссии ртути в атмосферу Алтая были рассмотрены основные локальные и региональные ее источники. Среди локальных источников ртутного загрязнения наибольшее значение для района исследования может иметь Акташский ртутный комбинат, расположенный в непосредственной близости (~ 80 км) от места отбора керна, что может напрямую влиять на содержание ртути в слоях ледникового керна г. Белуха. Значимыми региональными источниками ртути в данном районе могут выступать Алтае-Саянская ртутная провинция, а также промышленные металлургические центры Восточного Казахстана и Юго-Западной Сибири.

При оценке современного уровня загрязнения окружающей среды Алтайского региона наибольшее значение до сих пор отводят Акташскому ртутному комбинату, т.к. до "перестройки" этот комбинат был одним из крупнейших по производству ртути в бывшем СССР. Акташский рудник начал свою работу в 1941 году. На первом этапе работы рудника возгонку ртути вели в примитивных ретортных печах без улавливающих устройств, коэффициент извлечения ртути составлял всего 30 - 35 %. С конца 60-х годов XX вв. после введения в строй более производительных роторных печей на Акташском ртутном комбинате начинается интенсивное увеличение объемов производства. Пик, которого (120-130 тонн/год) приходится на 1970 -1986 гг. С началом "перестройки" наблюдается резкий спад производства, который в 1990 г. приводит к остановке горных работ, а к 1995 г. все выработки Акташского ртутного комбината «законсервированы».

Для выявления вклада Акташского ртутного комбината на масштаб атмосферного ртутного загрязнения изучаемого региона нами было проведено графическое сопоставление концентраций ртути в керне льда г. Белуха и объемов производства ртути на Акташском ртутном комбинате за период 1940-1991 гг. (рис. 3). Только на начальном этапе работы комбината (когда несовершенство технологии производства приводило к значительным выбросам ртути в атмосферу) наблюдается определенная корреляционная зависимость между объемами производства и изменением концентрации ртути в ледовом керне. В последующие годы корреляция не прослеживается.

Рассмотрим основные причины, которые ограничивают влияние Акташского ртутного комбината на ртутное загрязнение слоев керна ледника Белуха.

—I-1-1-1-1-1-1-.-1-1-1-1-1-,-1-(.

1540 1950 1 960 1970 1980 1990 2000 2010

годы

Рис. 3. Объемы производства ртути на Акташском ртутном комбинате

и концентрации ртути в керне ледника горы Белуха в 1940-2001 гг.

Для того чтобы загрязняющие вещества от источников их эмиссии достигли поверхности ледника и захоронились в нем, необходимо благоприятное воздействие метеорологических и физико-географических (орографических) условий. Для горных территорий влияние метеорологических условий целесообразно рассматривать в рамках регионального масштаба, так как рамки локального масштаба часто ограничены условиями горно-долинной циркуляции. Поэтому для оценки влияния метеорологических условий на высокогорный ледник нецелесообразно использовать данные ближайших к леднику метеостанций, в первую очередь из-за разности высот нахождения метеостанции и ледника. Учитывая это, были систематизированы атмосферные процессы и рассчитана повторяемость 8 типов циркуляции по сезонам года. При этом использовались карты барической топографии и сборно-кинематические карты естественного синоптического периода для изучаемого региона за период 1951 - 1990 гг. (табл. 3).

Таблица 3

Повторяемость типов циркуляции на юге Западной Сибири (%)

Тип циркуляции Результаты систематизации данных

Всего Холодный период

Западный антициклонический 27 33,4

Западный циклонический 13 5,3

Северо-западный антициклонический 15 19,7

Северо-западный циклонический 4 1,1

Юго-западный антициклонический 18 22

Юго-западный циклонический 14 7,9

Ультраполярные вторжения 5 5,7

Стационирование циклонов 4 4,9

При преимущественном движении воздушных масс с запада, юго-запада и северо-запада максимальное влияние на ледник будут оказывать источники, находящиеся на пути их перемещения, то есть западнее г. Белуха. Влияние источников, расположенных на востоке (к которым относится Акташский ртутный комбинат), будет ограничено.

Орографические барьеры (условия) Алтая - это разнообразные формы рельефа, образующие препятствия на пути движения воздушных течений общей циркуляции атмосферы. Чем выше барьеры, тем интенсивней их воздействие, при прочих равных условиях, на движение воздушных масс.

Отсутствие значительного влияния мощного локального загрязнителя воздушного бассейна Алтайского региона - Акташского ртутного комбината на загрязнение поверхности ледника г. Белуха обусловлено, во-первых, редким (около 9 %) переносом воздушных масс от комбината к леднику, во-вторых, наличием орографических барьеров, которые двойным кольцом закрывают ледник и всю северо-западную территорию Алтая от влияния Акташского ртутного комбината (рис. 4).

С учетом выявленных метеорологических и орографических особенностей послойный анализ ледового керна г. Белуха позволяет сделать оценку регионального ртутного загрязнения в основном северо-западной части территории Алтая.

Рис. 4. Влияние метеорологических и орографических условий

Отсутствие орографических барьеров и преимущественное направление движения воздушных масс с запада на восток должны способствовать распространению ртутного загрязнения от Акташского ртутного комбината на районы, расположенные восточнее и юго-восточнее комбината.

В четвертой главе "Идентификация пылевых слоев в ледовом керне седловины г. Белуха" обсуждаются возможные источники происхождения твердых частиц (пыли), которые визуально фиксируются в слоях ледового керна седловины г. Белуха.

Тренды концентрации водорастворимых форм Са и Mg, которые являются основными трассерами эмиссии почвенных частиц в атмосферу, показывают, что в слоях керна льда седловины г. Белуха, датипоканных 1815-2001 гг., происходит существенное увблйчскйб концентраций этих элементов во второй половине XX века, с максимальным пиком в 60-70-е годы. При этом в изученной части керна визуально выделяются пять слоев пыли (dust), приходящиеся на 1842, 1906, 1925, 1985 и 1986 годы, из которых наиболее ярко проявляется девятисантиметровый слой, датированный 1842 годом. Химический анализ пылевых слоев показал, что все пять слоев имеют сходный минеральный ионный состав (водорастворимые формы).

Преимущественные направления движения воздушныхмасс

хребет

Сравнение слоев пыли в ледовом керне седловины г. Белуха с аналогичными слоями в ледовых кернах, отобранных на леднике Коле Гнифетти в Альпах, показало их существенное различие, как по составу, так и по времени их проявления. Потому события и процессы регионального масштаба являются наиболее вероятными источниками поступления твердых аэрозольных частиц на поверхность ледника г. Белуха.

Швейцарскими коллегами на основе данных по исследованию пыльных бурь, возникших в пустынных и полупустынных районах Китая за последние 40 лет, было сделано следующее предположение. Пылевые слои, датированные 1985-1986 гг., могли быть сформированы в результате мощной пыльной бури, зафиксированной спутником Земли в районе пустыни Такла-Макан 18-19 мая 1986 года (Olivier, 2004). На наш взгляд, это предположение является малообоснованным по нескольким причинам. Во-первых, прямому переносу загрязняющих веществ из района Такла-Макан в район г. Белуха препятствует наличие значительных орографических барьеров (рис. 5).

Рис. 5. Гипсометрический профиль по 86 градусу в.д.

С севера пустыня Такла-Макан ограничена цепью Тянь-Шаня, высота которого превосходит высоту Катунского хребта, в систему которого входит г. Белуха. Поэтому крупнодисперсные частицы песка и пыли, поднятые в воздух, даже при благоприятных циркуляционных условиях должны оседать на южном склоне Тянь-Шаня.

Во-вторых, анализ синоптического материала (синоптический архив ИВЭП СО РАН) и данные спутникового зондирования 18-19 мая 1986 г показывают (рис. 6), что поднятое в пустыне облако вначале смещалось на запад в направлении озера Балхаш, а затем его

верхняя часть, достигшая высоты оолее Ь 1Ш, изменяет направление на северо-восточное. К этому моменту переноса в облаке могли остаться преимущественно мелкодисперсные частицы песка, значительное выпадение которых при прохождений над Белухой маловероятно, так как данное пылевое облако продолжало фиксироваться спутником на всем пути его продвижения от Балхаша до озера Байкал и далее - до северо-восточных районов Китая.

Рис.6. Траектория смещения пылевого облака 18-19 мая 1986 года

[Sun, 2001]

Поэтому, более реальным нам представляется образование пылевых слоев в керне ледника седловины г. Белуха в результате каких-то иных событий, которые могли возникнуть над северовосточным Казахстаном или Алтайским краем, т.е. на пути преимущественного перемещения воздушных масс на территорию Горного Алтая.

В результате архивного поиска было найдено сообщение Алтайского Гидрометцентра о чрезвычайном природном явлении -смерче, наблюдавшемся 7 августа 1985 г. в селе Долино Рубцовского района Алтайского края. Смерч, прошедший через село Долино, отличался чрезвычайной для Сибири мощью. По подсчетам специалистов скорость ветра в смерче превышала 50 м/сек.

К моменту возникновения смерча над Алтайским краем наблюдались атмосферные процессы, характерные для формирования

мощной кучево-дождевой облачности, гроз, шквалистого усиления в стр й . 1Тровсдекныи нами (лИшшз архивного синоптического материала показал, что в течение двух суток, предшествующих смерчу, Алтайский край находился на северной периферии СреднеАзиатской депрессии. С северо-востока на юго-запад его пересекал холодный фронт, на волне которого к 6.00 СРВ 07.08.85 образовался локальный циклон с давлением в центре 1000 Мб (рис. 7). Во второй половине дня на фронте сформировалась мощная кучево-дождевая облачность.

'в) г)

Рис. 7. Атмосферный процесс 07.08.85 (фрагменты синоптических карт): приземные карты за 060иСГВ(а) и 15и0СГВ(б); карты барической топографии АТ5оо(в) и АТ200(г) за 06°°СГВ

В приземном слое, в узкой фронтальной полосе, отмечалась сходимость воздушных потоков. На высоте (до уровня АТ2оо), в зоне фронта - их расходимость (рис. 7). Таким образом, в крае, особенно в его южных районах, создались условия, благоприятные для возникновения интенсивных восходящих потоков воздуха и образования мощной конвективной облачности. Согласно расчетам специалистов скорость вертикальных потоков превышала 20 м/сек. По

данным радиолокационных наблюдений верхняя граница облаков в зоне динамически значимого фронта к 12.00 СГВ достигала 10-12 км.

Холодный фронт по воздушному потоку смещался со скоростью 35-40 км/час на восток, в сторону Горного Алтая. После 15.00 СГВ мощный облачный массив накрыл Теректинский и Катунский хребты, начались ливневые дожди, грозы. В течение часа на метеостанции Ак-Кем выпал 1 мм осадков, в последующие сутки их количество составило 8 мм, на метеостанции Кара-Тюрек - 17 мм.

Высотное барическое поле на Алтае сохранялось без существенных изменений в течение последующей недели. Однако, 15 августа все метеостанции Горного Алтая отметили выпадение мокрого снега, понижение ночных температур до - 3°С, в результате чего осевшее на поверхность ледника загрязнение было «зафиксировано».

С целью расшифровки слоя, относящегося к 1986 году, были проанализированы данные метеонаблюдений и синоптические карты для территорий Алтайского Края и Республики Алтай за летний период этого года. В результате было выявлено четыре случая развития региональных атмосферных процессов, которые способствовали возникновению пыльных бурь: 13 июня и 1 октября в Угловском районе, 19 июля и 15 августа в Ключах. Каждый из случаев внес определенный вклад в формирование пылевых слоев ледового керна седловины г. Белуха, так как пыль, понятая в воздух в аридных районах края, переносилась облачностью в направлении Горного Алтая, затем вымывалась осадками на подстилающую поверхность, и «фиксировалась» в результате последующего понижения температуры воздуха.

Интерпретация возникновения слоев, относящихся к 1842, 1906 и 1925 годам представляет определенные трудности, так как сохранилось незначительное количество информации. Наиболее полное описание 1842 года дается в работе Чихачева П. «Путешествие в Восточный Алтай»: «29 сентября (11 октября) я выехал из Змеиногорска, при очень сильном юго-восточном ветре, который, к счастью, не сопровождался ни снегом, ни градом. Тем не менее, мы не могли открыть глаза из-за несущейся пыли, что очень мешало нам продвигаться... Свирепый ураган вынудил нас сделать остановку в деревне Шаманаиха...».

Для 1906 и 1925 гг. есть лишь отрывочные данные: «100 лет назад, в 1906 году, март был аномально теплым и малоснежным -среднемесячная температура воздуха была на + 4,2°С выше средней многолетней, осадков выпало менее 30 % нормы...». «15 июня 1925

года - над Чумышским и Белоярским районами Алтая пронесся сильнейший ураган».

Анализ синоптических ситуаций над Алтаем и архивных метеоданных позволяет сделать заключение о том, что определяющим условием поступления твердых аэрозольных частиц в слои ледника седловины г. Белуха является формирование на юге Западной Сибири и севере Казахстана атмосферных процессов, способствующих обострению холодных фронтов и приводящих к возникновению в регионе пыльных бурь, шквалов и смерчей. Пыль, поднятая в воздух в аридных районах, переносится на значительные расстояния и вымывается осадками на подстилающую поверхность по пути перемещения барических образований на восток, в том числе и на поверхность ледников массива г. Белуха.

Выводы:

1. На основе предложенного способа количественной оценки региональной и глобальной составляющих атмосферного загрязнения территории показано, что вклад региональной составляющей в современный уровень загрязнения ртутью атмосферы Алтая в —3,5 раза превышает вклад глобальной составляющей.

2. Наличие орографических барьеров и преобладание западных типов циркуляции препятствует значительному влиянию на западную часть Алтая мощного локального загрязнителя воздушного бассейна Алтайского региона - Акташского ртутного комбината.

3. Региональные атмосферные процессы юга Западной Сибири и Восточного Казахстана способствуют обострению холодных фронтов, которые, в свою очередь, приводят к возникновению пыльных бурь, шквалов и смерчей, являющихся источниками поступления твердых аэрозольных частиц в слои ледника г. Белуха.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Olivier S., Blaser С., Brütsch S., Frolova N. (Malygina N.), Gäggeler H.W., Henderson K.A., Palmer A. S., Papina T. and Schwikowski M. Temporal variations of mineral dust, biogenic tracers, and anthropogenic species during the past two centuries from Belukha ice core, Siberian Altai // J. Geophys. Res., 2006, 111, - P. D05309, doi: 10.1029/2005JD005830.

2. Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.), Зинченко Г.С., Папина Т.С. Влияние региональных атмосферных процессов па формирование слоев пылевого загрязнения в ледниковых отложениях г. Белуха // Метеорология и гидрология. - 2007. - №3 - С. 93-100.

3. Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.), Эйрих С.С., Папина Т.С., Швиковски М. Пространственно-временная оценка изменения уровня загрязнения атмосферы Алтая ртутью по данным послойного анализа высокогорного ледникового керна горы Белухи // Химия в интересах устойчивого развития. - 2008. - № 2 - С. 229-236.

Статьи в сборниках научных трудов и тезисы докладов на научных конференциях

1. Olivier S., Blaser С., Schwikowski М., Gaggeler H.W., BrUtsch S., Hendorson К., Palmer A.S., Papina Т., Frolova N. (Malygina N.) History of aerosol species over the past two centuries from the Belukha ice core, Siberian Altai // Ann. Rep. Univ. Bern & PSI, 2004. - P.22

2. Фролова Н.С. (Малыгина H.C.), Эйрих С.С. Анализ влияния локального ртутного источника при реконструкции атмосферного загрязнения (1940-1991гг.) по керну льда (г. Белуха) // Вопросы горного страноведения: Материалы региональной конференции. Барнаул, 12 марта 2005 года. - Барнаул: АлтГУ, 2005. - С. 164 -168.

3. Frolova N. (Malygina N.), Papina T.S. Spatio-temporal analysis of the sources and level of atmospheric pollution in the Altai region using the chemical analysis of an ice core from Belukha glacier // European Research Course on Atmospheres (ERCA) 2007. Grenoble, France. 2007. -P. 23.

4. Фролова Н.С. (Малыгина H.C.), Зинченко Г.С., Папина Т.С. Анализ региональных атмосферных процессов, способствующих формированию слоев пылевого загрязнения в леднике г. Белуха // Аэрозоли Сибири. XIV рабочая группа: Тезисы докладов. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2007. - С. 45.

5. Frolova N. (Malygina N.), Papina T.S. Transport and precipitation of Atmosphere Aerosols (Altai Region as a Case Study) // AIS-2008: Atmosphere, ionosphere, safety: Book of Abstracts; Supported by Russian Foundation of Basic Research / Editor I. V. Karpov. -Kalinigrad, 2008.-P. 59-61.

6. Фролова H.C. (Малыгина H.C.) История изучения высочайшей вершины Русского Алтая - горы Белухи // География, геоэкология, геология: опыт научных исследований: Материалы V Международной научной конференции студентов и аспирантов,

посвященной 90-летию Днепропетровского национального университета / Под ред. проф. Л.И. Зеленской. - К.: ГНПП «Картография», 2008. - Вып. 5. - С. 361-364.

7. Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.) Высокогорные ледники как источники палеоклиматической информации (на примере изучения Алтая) // Международная конференция «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы современного мерзлотоведения». Материалы. 21-24 апреля 2008 г. Тюмень. 2008 - С. 362-364.

8. Безуглова H.H., Зинченко Г.С., Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.) Влияние меридиональных циркуляционных процессов на формирование условий засушливости на юге Западной Сибири // Контроль и реабилитация окружающей среды: Материалы симпозиума. Под общ. ред. М. В. Кабанова, А. А. Тихомирова. VI Международный симпозиум, Томск, 3-5 июля 2008 г. - Томск: Аграф-Пресс, 2008. - С. 227.

9. Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.) Высокогорный ледниковый керн как источник палеогеографической информации // Гляциология от Международного геофизического года до Международного полярного года / Тезисы докладов XIV Гляциологического симпозиума (Иркутск, 2-9 сентября 2008 г.). - Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2008. - С.131.

Ю.Фролова Н.С. (Малыгина Н.С.), Эйрих С.С., Зинченко Г.С. Анализ атмосферных процессов, влияющих на поступление ртути на территорию Алтая (на примере ледника г. Белуха) // Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее. Материалы международной конференции. Часть 2. 22-26 сентября 2008, г. Горно-Алтайск. -Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2008. - С. 129-131.

Подписано в печать 16.02.2009 г. Объем 1,4 уч.-изд. л. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме Нью Роман. Тираж 100 экз. Заказ № 19. Отпечатано в редакционно-издательском отделе АлтГПА, 656031, Барнаул, ул. Молодёжная, 55, т. 38-88-46; 38-88-47

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Малыгина, Наталья Сергеевна

Введение.

Глава 1. Реконструкция загрязнения атмосферы с использованием данных ледникового кернового бурения. д

1.1. Факторы, определяющие уровень загрязнения приземного слоя атмосферы и его реконструкция по кернам высокогорных ледников.

1.2. Методы исследования ледовых кернов.

1.3. Возможности и проблемы при интерпретации данных высокогорных ледовых кернов.

Глава 2. Обоснование района и объекта исследования.

2.1. Район исследования.

2.1.1. Общие физико-географические условия.

2.1.2. Климатические условия и циркуляционные процессы на территории Алтая.

2.1.3. Особенности рельефа и оледенения Алтая.

2.2. Оледенение массива Белухи.

2.3. Гляциохимические данные глубинного ледового керна ^ седловины г. Белуха.

Глава 3. Оценка вклада локальных, региональных и глобальных источников эмиссии ртути в общий баланс ее поступления в атмосферу Алтая.

Глава 4. Идентификация пылевых слоев в ледовом керне седловины г. Белуха.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Реконструкция загрязнения атмосферы Алтая по ледовому керну седловины г. Белуха"

Актуальность работы. Основными методами оценки современного уровня загрязненности атмосферы являются проведение прямых мониторинговых наблюдений и теоретические расчеты эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу [ЕМЕР, 2007; МГЭИК, 2007]. Для получения обобщенной информации об экологическом состоянии атмосферы, как для прошлых эпох, так и для современного отрезка времени используются различные стратифицируемые природные накопители. Среди них особое место отводится высокогорным ледникам, хорошо отражающим палеоклиматические и палеоэкологические изменения. Повышенный интерес именно к этим наземным стратифицируемым накопителям обусловлен также наблюдающейся их интенсивной деградацией, которая может привести в ближайшем будущем к полному отсутствию возможности их использования в качестве «палеоархивов».

Большой интерес высокогорные ледники представляют для оценки уровня загрязнения атмосферы веществами, способными переноситься на значительные расстояния, типичными представителями которых являются твердые аэрозольные частицы, а также ртуть, глобальное распространение которой обусловлено ее долгим временем жизни в атмосфере. Ртуть является приоритетным загрязнителем для Алтайского региона, так как на его территории находятся крупные природные и антропогенные источники ее эмиссии. Твердые аэрозоли, охлаждающее действие которых частично компенсирует влияние на климат парниковых газов, в последнее время привлекают пристальное внимание исследователей.

Немногочисленными палеоархивными индикаторами поступления твердых аэрозольных частиц и ртути в атмосферу Центрально-Азиатского региона могут выступать высокогорные ледники Тянь-Шаня, Памира и Алтая, так как значительные по площади высокогорные ледники Тибета и Гималаев в большей степени испытывают на себе влияние муссонной циркуляции. При этом высокогорные ледники Алтая могут давать дополнительную информацию о региональной составляющей поступления загрязняющих веществ в атмосферу Алтайского региона.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: Разработать способ количественной оценки региональной и глобальной составляющих атмосферного загрязнения территории с использованием данных послойного химического анализа высокогорных ледовых кернов;

Оценить масштаб загрязнения атмосферы Алтая ртутью, выявив приоритетные источники ее эмиссии; Определить приоритетные факторы, влияющие на процессы переноса загрязняющих веществ и твердых аэрозольных частиц в горных районах Алтая.

Впервые установлено, что влияние мощного локального источника эмиссии ртути - Акташского ртутного комбината - на загрязнение атмосферы

Западной части Алтая незначительно; основной вклад, в формирование ртутного загрязнения данной территории наряду с глобальными оказывают региональные природные (Алтае-Саянская ртутная провинция) и антропогенные (промышленные металлургические центры Восточного Казахстана) источники ртути.

Практическая значимость работы. Полученные результаты по оценке уровня загрязнения и вклада региональных источников в общий баланс поступления ртути в атмосферу Алтая могут быть использованы при разработке мероприятий по снижению поступления ртути в окружающую среду Центрально-Азиатского региона. Наряду с исследованиями уровня ртутного загрязнения других высокогорных ледников Северного полушария (Монблан, Франция и Верх-Фремонт, США) результаты работы могут быть использованы в рамках выполнения важного международного проекта «Global Mercury Project».

Фактический материал и личный вклад автора. В основу работы положены данные гляциологических и гляциохимических исследований ледового керна, выполненных в лаборатории радиохимии и химии окружающей среды Института им. Поля Шеррера (Швейцария), и материалы, собранные автором в редком фонде Алтайской краевой универсальной научной библиотеки им. В.Я. Шишкова, в управлении архивного дела Алтайского края и Государственном архиве Республики Алтай. Личный вклад автора состоял в поиске разноплановых архивных материалов (проанализировано более 150 первоисточников), сборе и анализе метеорологической и синоптической информации (более тысячи синоптических карт из архива ИВЭП СО РАН, а также дневники погоды метеостанций края за 1985-1986 гг.), систематизации типов циркуляции атмосферы для юга Западной Сибири с учетом орографических особенностей региона. Интерпретация гляциохимических данных, обсуждение результатов работы и подготовка публикаций проводились совместно с научными руководителями и соавторами.

На защиту выносятся:

2. Оценка вклада Акташского ртутного комбината в загрязнение атмосферы Алтая.

3. Обоснование основной причины возникновения пылевых (dust) слоев в высокогорном ледовом керне седловины г. Белуха как результата региональных атмосферных процессов (пыльные бури, смерчи, шквалы).

Заключение Диссертация по теме "Гляциология и криология земли", Малыгина, Наталья Сергеевна

выводы

1. На основе предложенного способа количественной оценки региональной и глобальной составляющих атмосферного загрязнения территории показано, что вклад региональной составляющей в современный уровень загрязнения ртутью атмосферы Алтая в ~3,5 раза превышает вклад глобальной составляющей.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Малыгина, Наталья Сергеевна, Москва

1. Арефьев В., Мухаметов Р. На ледниках Алтая и Саян. Барнаул: Барнаул,1996. 176 с.

2. Архипов С.М. Закономерности-формирования изотопно-геохимического состава // Режим и эволюция полярных ледниковых покровов. Под ред. В.М. Котлякова. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. с. 127-140.

3. Атлас России. Федеральная служба геодезии и картографии России. М.: «КАРТОГРАФИЯ», 1998. - 164 с.

4. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира.- М.: Российская академия наук,1997.-392 с.

5. Атлас СССР. Главное управление геодезии и картографии при совете министров СССР. М.: «КАРТОГРАФИЯ», 1985. - 260 с.

6. Бажев А.Б. Роль внутреннего инфильтрационного питания в балансе массы ледников и методы его определения // МГИ. 1973.- Вып. 21.- С. 219-231.

7. Башлаков Я.К. Гидрометеорологический режим верхней части бассейна р. Аккем летом 1962 г.// Гляциология Алтая. 1965. - Вып. 4. - С. 70-82.

8. Бриклумб П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988.- 351 с.

9. Будыко М.И., Голицын С.Г., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометеоиздат, 1986. - 160 с.

10. Васильчук Ю. К., Котляков В.М. Основы изотопной геокриологии и гляциологии. М.: МГУ, 2000. - 616 с.

11. Галахов В.П., Мухаметов P.M. Ледники Алтая. Новосибирск: Наука, Сиб. предприятие РАН, 1999. - 136 с.

12. Геблер Ф.В. Замечания о Катунских горах, составляющих высочайший хребет в Русском Алтае (перевод Моисеева) // Горный журнал. 1836. - ч. 2, кн. 6 - С. 408-439.

13. Геология и генезис ртутных месторождений Алтае-Саянской области / отв. ред. В.А. Кузнецов. Новосибирск: «Наука», Сиб. отделение, 1978. - 280 с.

14. Гире A.A. Многолетние колебания атмосферной циркуляции и долгосрочные гидрометеорологические прогнозы. JL: Гидрометеоиздат, 1971.-280 с.

15. Гляциологический словарь. Под ред. В.М. Котлякова. Л.: ГИМИЗ, 1984. -528 с.

16. Дюргеров М.Б., Урумбаев H.A. Гляциологические исследования Памирского фирново-ледяного плато. //МГИ. 1977.- Вып. 31.- С.30-38.

17. Егорина A.B. Барьерный фактор в развитии природной среды гор. -Барнаул: Барнаул, 2003. 344 с.

18. Жилина Т.Н. Западная Сибирь в малый ледниковый период (1550-1850 гг.): природа и русская колонизация: Автореф. дис. канд. географ, наук. -Томск, 2004.-21 с.

19. Ивановский JI.H. Формы ледникового рельефа и их палеогеографическое значение на Алтае. Д.: Наука, 1967. - 86 с.

20. Исаев A.A. Экологическая климатология. Учебное пособие для географ, гидромет. экол. спец. вузов и колледжей. 2-е изд. М.: Научный мир, 2003. - 472 с.

21. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. 3-е изд., перераб. и доп. -СПб: Химиздат, 2001. 352 с.

22. Карта Ко коль. M 1:100000. Главное управление геодезии и картографии при совете министров СССР. М.: «КАРТОГРАФИЯ», 1983.

23. Каталог ледников СССР. т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Выпуск 1. Алтай и Верхний Иртыш, ч.8. Бассейны рек Моген-Бурен и Каргы. / Ревякин B.C., Душкин М.А. Д.: Гидрометеоиздат, 1978. - 79 с.

24. Котляков В.М. Избранные сочинения в шести книгах. Книга 1. Гляциология Антарктиды. М.: Наука, 2000. - 432 с.

25. Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории СССР. JL: ГИМИЗ, 1982. 288 с.

26. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД 86: Общесоюзный нормативный документ. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.- 85 с.

27. Михаленко В.Н. Глубинное строение ледников тропических и умеренных широт как основа палеоклиматических реконструкций. Автореф. дис. докт. географ, наук. М., 2004. - 42 с.

28. Михаленко В.Н. Глубинное строение ледников тропических и умеренных широт / Отв. ред. В.М. Котляков. М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 320 с.

29. Нарожная О.В., Нарожный Ю.К., Попова К.И. Циркуляционный режим и гидротермические условия зим Алтая // Гляциология Сибири. 1993- Вып. 4 (19) - С.182-198.

30. Нарожный Ю.К. Зональные особенности ледникового климата, льдообразования и стока с ледников в Центральном Алтае. // МГИ. 1989.-Вып. 66.- С.99-106.

31. Нарожный Ю.К. Гляциологические исследования в горном узле Белухи. // Вопросы географии Сибири. 1997. - Вып. 22. - С. 106-120.

32. Нарожный Ю.К., Никитин С.А. Современное оледенение Алтая на рубеже XXI века. // МГИ. 2003.- Вып. 95.- С.93-101.

33. Нарожный Ю.К., Никитин С.А., Бородавко П.С. Ледники горного узла Белухи (Алтай): массообмен, динамика и распределение запасов льда. // МГИ. - 2006.-Вып. 101.- С.117-128.

34. Никитин С.А., Веснин A.B., Осипов A.B., Игловская Н.В. Результаты радиозондирования ледников Центрального Алтая (Северо- и Южно-Чуйский хребты). // МГИ. 2000.- Вып. 88.- С.145-149.

35. Окишев П.А. Динамика оледенения Алтая в позднем плейстоцене и голоцене. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1981. - 210 с.

36. Панженская Е.И., Попова К.И., Шевченко В.И. Синоптические процессы и их природно-климатическое проявление в зимний период на Горным Алтаем. // Тр. ЗСРНИГМИ. 1972. - Вып. 6.- С. 120 - 134.

37. Попова К.И., Лупина Н.Х., Панженская Е.И., Егорина A.B. Барико-циркуляционный режим атмосферы над Алтаем и сопредельными территориями в теплый период // Гляциология Сибири. Томск. - 1986. -С.12-58.

38. Ревякин B.C. Ледники Белухи в 1965 году. Изв. ВГО, т. 99, вып. 1, 1967, с. 70-75.

39. Ревякин B.C. Отступание ледников центральной части Катунского хребта с середины XIX века // МГИ. 1968.- Вып. 14.- С.140-147.

40. Ревякин B.C. О возможных пульсациях ледников Белухи // МГИ. 1974.-Вып. 24. - С.75-82.

41. Ревякин B.C. Природные льды Алтае-Саянской горной области. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 288 с.

42. Ревякин B.C., Галахов В.П., Голещихин В.П. Горно-ледниковые бассейны Алтая. Томск: ТГУ, 1979. -309 с.

43. Ревякин B.C., Кравцова В.И. Снежный покров и лавины Алтая. Томск.: ТГУ, 1977.-216 с.

44. Ревякин B.C., Мухаметов P.M. Динамика ледников Алтае-Саянской горной системы за 150 лет. // МГИ. -1986.- Вып. 57.- С.95-99.

45. Ревякин B.C., Мухаметов P.M. Колебания ледника Геблера за 150 лет // -География и природные ресурсы. 1990. - № 1. - С.89-93.

46. Робертус Ю.В. Программа работ по экологическому мониторингу окружающей среды в районе промзоны АГМП и поселка Акташ. Горно-Алтайск: Горно-Алтайск, 2004. 58 с.

47. Розен. М. Ф. История исследования Горного Алтая. Горно-Алтайск: Горно-Алтайск, 1961. - 214 с.

48. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04 186-189. М.: Наука, 1991.- 120 с.

49. Сапожников В.В. Катунь и ее истоки. Томск, кн. 18, 1901.-271 с.

50. Селегей Т.С. формирование уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах Сибири. Новосибирск: Наука, 2005. - 348 с.

51. Синоптические бюллетени. Северное полушарие. Часть 1. Обнинск, 1987; ВНИИГМИ МВД. Август 1986 г.

52. Синоптические бюллетени. Северное полушарие. Часть 1. Обнинск, 1987; ВНИИГМИ МВД. Сентябрь 1986 г.

53. Синоптические бюллетени. Северное полушарие. Часть 1. Обнинск, 1987; ВНИИГМИ-МВД. Октябрь 1986 г.

54. Синоптические карты за август 1986 г. ЗапСиб РВЦ г. Новосибирск.

55. Синоптические карты за сентябрь 1986 г. ЗапСиб РВЦ г. Новосибирск.

56. Сонькин JI.P. Анализ метеорологических условий опасного загрязнения воздуха // Труды ГГО. 1970. - Вып. 234. - С.23-35.

57. Староватова Л.Н., Давулис Т.Н. Смерч в Алтайском крае // Человек и стихия. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -С. 65-66.

58. Тронов M.B. Очерки оледенения Алтая. М.: Геогафгиз, 1949. -375 с.

59. Тронов М.В. Ледники и климат. Л. Гидрометеоиздат, 1966. - 405 с.

60. Туристические районы СССР. Алтайский край. М.: Профиздат, 1987. -264 с.

61. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. М.: Мир, 1980. -320 с.

62. Фролова Н.С., Зинченко Г.С., Папина Т.С. Влияние региональных атмосферных процессов на формирование слоев пылевого загрязнения в ледниковых отложениях г. Белуха // Метеорология и гидрология. 2007. -№3 - С.93-100.

63. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: учебник. -М.: изд-во Моск. Ун-та: Наука, 2006. -528 с.

64. Циркуляционные механизмы современных колебаний климата / Отв. ред. К.В. Кувшинова. М.: Наука, 1987. - С. 37-96.

65. Чернов А.Г., Вдовин В.В., Окишев П.А., Петкевич М.В., Мистрюков A.A., Зятькова Л.К., Миляева Л.С. Рельеф Алтае-Саянской горной области. -Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. 164 с.

66. Чихачев П. Путешествие в Восточный Алтай. М.: Главная редакция восточной литературы издательства «Наука», 1974. - 360 с.

67. Эйрих С.С., Швиковски М. Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. Сб. наун.трудов, М.: ИМГРЭ, 2005. С.111

68. Aizen V.B., Aizen Е.М., Melack J.M., et al., // J. Geophys. Res., 109 (2004) 8304 (doi: 10.1029/2003JD003894).

69. Barbante C., Schwikowski M., et.al. Historical record of European Emissions of heavy metals to the atmosphere since the 1650s from Alpine snow/ice cores drilled near Monte Rosa. // J. Envir. Sei. Technol, 2004, v. 38, P. 4085-4090.

70. Beer J., Mende W., Stellmacher R. The role of the sun in the climate forcing // Quat. Sei. Rev. 2000. Vol. 19. P.403-415.

71. Boutron C. F., Fresenius // J. Anal. Chem., 337. 1990. 462 p.

72. Boutron C.F., Vandal G.M., Fitzgerald W.F. and Ferrari C.P., // J. Geophys. Res. Lett., 25. 1998. P.- 3315.

73. Clarke G K. A short history of scientific investigations on glaciers // J. Glaciol., Special Issue. 1987. P. 4-24.

74. Dansgaard W., Johnsen S. J. A flow model and a time scale for the ice core from Camp Century, Greenland, // J. Glaciol., .1969. 8, P. 215-223.

75. Dansgaard, W., Clausen H. В., Gundestrup N., Hammer C. U., Johnsen S. J., Kristindot-JirP. M, Reeh N. A new Greenland deep ice core // Science. 1982. Vol. 218. P. 1273-1277.

76. Eichler A., Schwikowski M., H.W., Furrer V., Synal H.-A., Beer J., Saurer M., Funk m. Glaciochemical dating fo an ice core from upper Grenzgletscher (4200 m a. s. 1.) // J. Glaciol. 2000. Vol. 46. № 154. P. 507-515.

77. Eichler A., Schwikowski M., Gäggeler H.W., // J. Tellus, Series B-Chemical and Physical Meteorology, 53 .2001. 192 p.

78. Eichler, A., S. Olivier, K. Henderson, A. Laube, J. Beer, T. Papina, H. W.Gäggeler, and M. Schwikowski (2009), Temperature response in the Altai region lags solar forcing, Geophys. Res. Lett., 36, L01808, doi:10.1029/2008GL035930. 2002. 431 p.

79. Eyrikh S., Schwikowski M., Gäggeler H.W., Tobler L., Papina T. RMZ -Materials and Geoenvironment, 51. 2004. 1551 p.

80. Ferrari C.P., Dommergue A., Veysseyre A., Planchon F., Boutron C.F. // The Science of the Total Environment, 287 .2002. 61 p.

81. Ferrari C.P., Moreau A.L and Boutron C.F. // J. Anal. Chem., 366 (2000) 433 p.

82. Fujita K., Takeuchi N., Aizen V. and Nikitin S. (2004), Glaciological observations on the plateau of Belukha Glacier in the Altai Mountains, Russia from 2001 to 2003, Bull. Glaciol. Res., 21. p. 57- 64.

83. Gaggeler H. W., von Gunten H. R., Rossler E., Oeschger H., Schotterer U. 210Pb-dating of cold Alpine firn/ice cores from Colle Gnifetti, Switzerland // J. Glaciol. 1983. Vol. 29. No 101. P. 165-177.

84. Ginot P., Schwikowski M., Schotterer U., Sticher W., Gaggeler H.W., Francou B., Gallaire R., Pouyaund B. Climate variability reconstruction from Andean Glaciochemical record//Ann. Glaciol. 2003. Vol. 35. P. 443-450.

85. Ginot, P., Stampfli F., D. Stampfli, M. Schwikowski, and H. W. Gaggeler, FELICS, a new ice core drilling system for high-altitude glaciers, Proc. Of the workshop «Ice Drilling Technology 2000», Mem. Natl. Inst. Pol. Res., Spec. Issue. 2002. P. 38- 48.

86. Grootes P. M, SteigE. J., Stuiver M, Waddington E. D., Morse D. L., Nadeau15?

87. M.-J. The Taylor Dome Antarctic O record and globally synchronous changes in climate // Quaternary Research. 2001. Vol. 56. № 3. P. 289-298.

88. Haefeli R. Contribution to the movement and the form of ice sheets in the Arctic and Antarctic, J. Glaciol., 3(30) .1961. P. 1133-1151.

89. Hubera T.M., Schwikowski M., Gäggeler H.W. Continuous melting and ion chromatographic analyses of ice cores. Journal of Chromatography A, 920. 2001. P. 193 -200.

90. Ice cores. Compiled by P. K. MacKinnon. Glaciological Data. Rep. GD-8. Boulder, Colorado, 1980. 139 p.

91. Ilyin I., Travnikov O., Aas W. and Uggerud H., EMEP Status Report 2 (2003) Heavy Metals: Transboundary Pollution of the Environment, Joint MSC-E & CCC report.

92. Knüsel S., Piguet D.E., Schwikowski M., Gäggeler H.W., Accuracy of continuous ice-core trace-element analysis by inductively coupled plasma sector field mass spectrometry, Environ. Sei. Technol., 37.2003. P. 2267-2273.

93. Lüthi M., Schwikowski M., Olivier S., Gäggeler H.W., Papina T. Surface and bedrock topography of Belukha glacier. Ann. Rep. Univ. Bern & PSI, (2002) P. 19.

94. Legrand M., Mayewski P. Glaciochemistry of polar ice cores: a review // Rev. of Geo-phys. 1997. Vol. 35. № 3. P. 219-243.

95. Nye, J. F. Correction factor for accumulation measured by the thickness of the annual layers in an ice sheet, // J. Glaciol., 4, (1963), P. 785- 788.

96. Oliver S., Atmospheric and climate history of the past two centuries from Belukha ice core, Siberian Altai. Inauguraldissertation. Der Philosophischnaturwissenschaftlichen fakultät der Universität Bern. Bern, den 22.12.2004.

97. Oliver S., Schwikowski M., Brutsch S., et. al., // J. Geophysical Research Letters, 30. 2003. 2019-p.

98. Olivier S., Schwikowski M., Rufibach B., Gaggeler H.W., Ginot P., Liithi M., Papina T., Eyrikh S., Saurer M., Bajo S., Eikenberg J., Ann. Rep. Univ. Bern & PSI. 2002. P. 18.

99. Parker J.L. and Bloom N.S., The Science of the Total Environment, 337.2005. -253 p.

100. Planchon A. M., Boutron C. F., Barbante C., Wolff E. W., Cozzi G., Gaspari V., Ferrari C. P. and Cescon P., // J. Analytica Chimica Acta, 450 .2001. 193 p.

101. Schroeder W.H. and Munthe J. // J. Atm. Environment, 32 . 1998. 809 p.

102. Schwander J., Sowers T., Barnola J.-M., Blunter T., Fuchs A., Malaize B. Age scale of the air in the summit ice: implication for glacial-interglacial temperature change // J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. P. 19483-19493.

103. Schwikowski M. Reconstruction of European air pollution from Alpine ice core In: Earth Paleoenvironments: Records Preserved in Mid- and Low-Latitude Glaciers (L.D. Cecil et al (eds.)), - Kluwer Academic Publishers, 2004, P. 95119.

104. Schwikowski M. Enviromental recofds preserved inmild- and low-latitude glaciers. Habilitationsschrift. Laboratory for Radiochemistry and Environmental Chemistry. Paul Scherrer Institut. May 2005. 238 P.

105. Schwikowski M., Brutsch S., Gaggeler H.W., and Schotterer U. A highresolution air chemistry record from an Alpine ice core: Fiescherhorn glacier, Swiss Alps // J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104 , P. 13709-13719.

106. Sheppard D.S. and Patterson J.E., Atm. Environment, 25A .1991. 1657 p.

107. Shumskii, P. A. (1964). Principles of Structural Glaciology, translated by D. Kraus, 497 pp., Dover, Mineola, N. Y.

108. Slemr F. and Langer E. // J. Nature, 355 . 1992. 434 p.

109. Sun J., Zhang M., and Liu T. (2001), Spatial and temporal characteristics of dust storms in China and its surrounding regions, 1960- 1999: Relations to source area and climate. //J. Geophys. Res., 106(D10), 10,325- 10,333.

110. Thompson L. G. Ice core evidence for climate change in the Tropics: implication for our future // Quat. Sci. Rev. 2000. Vol. 19. P. 19-35.

111. Thompson L.G. High altitude, mid- and low-latitude ice core records: implications for our future. L.D. Cecill et al. (eds.), Earth Paleoenvironments: records preserved in mid- and low- latitude glaciers, 2004, Kluwer Academic Publishers, P. 3-15.

112. Vandal G.M., Fitzgerald W.F., Boutron C.F. and. Candelone J.P, // J. Nature, 362. 1993. 621 p.

113. Wolff E. Nitrate in polar ice // Ice core studies of global biogeochemical cycles / Ed. by R. J. Delmas (NATO ASI Ser. Vol. I 30). New York: Springer-Verlag, 1995. P. 195-224.

114. Yagolnitser M.A., Sokolov V.M., Rabtsev A.D., et al., Proc. of NATO ARW Global and regional mercury cycles: sources, fluxes and mass balances, Novosibirsk, Russia. 1995. 429 p.

115. Yoshimura Y., Kohshima S., Takeuchi N., Seko K., Fujita K. Himalayna ice-core dating with snow algae // J. Glaciol. 2000. Vol. 46. № 153. P. 335-340.128. www.rubtsovsk.ru/history/regsci01/016.htm129. www.ap.al tairegion.ru/054-05/2.htm

Информация о работе

Малыгина, Наталья Сергеевна
кандидата географических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.31

Диссертация

Реконструкция загрязнения атмосферы Алтая по ледовому керну седловины г. Белуха - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы