На прошедшем в Финляндии заседании Арктического совета обсуждалась тема загрязнения высокой Арктики сажей, которая образуется в том числе и от полыхающих лесных пожаров.
Озабоченность повышенными выбросами сажи в Арктике выразил министр иностранных дел этой страны Тимо Сойни. Он отметил, что на встрече был утверждён доклад группы экспертов по чёрному углероду (саже) и метану в качестве набора инструментов для будущих действий по сокращению их выбросов. Работы по изучению движения воздушных масс, которые переносят этот чёрный углерод (сажу) из различных регионов в Арктику, начаты на Ямале в Научном центре изучения Арктики.
А что такое чёрный углерод?
Это продукт неполного сгорания угля, дизельного топлива, биотоплива и биомассы – лесов, торфяников и т.п. Твёрдые частицы сажи, в основном состоящие из чистого углерода, поглощают солнечное излучение, определяя этим потепление атмосферы, и оказывают воздействие на формирование и время жизни облаков. А осаждение чёрного углерода вызывает уменьшение отражающей способности снега и льда и соответственно ускорение их таяния.
Результаты предварительного анализа показывают, что на долю России приходится около 7 процентов мировой эмиссии чёрного углерода, причём основными источниками этих выбросов являются лесные пожары, а также потребление энергии в жилищном секторе, на транспорте и в промышленности. В российской Арктике к крупнейшим источникам выбросов чёрного углерода относятся мобильные и стационарные дизельные двигатели, причём существуют значительные возможности сокращения этих выбросов.
Являясь компонентом взвешенных частиц, чёрный углерод оказывает отрицательное влияние на здоровье людей, экосистемы и атмосферную видимость, часто приводит к возникновению респираторных и кардиоваскулярных заболеваний. Частицы чёрного углерода попадают в организм человека через лёгкие в процессе дыхания, через желудочно-кишечный тракт с водой и пищей, а также через кожу и слизистые оболочки. В исследованиях Российской академии наук выявлена положительная связь взвешенных частиц с ростом смертности от ишемической болезни сердца и цереброваскулярных заболеваний в Москве.
Чёрный углерод оказывает воздействие на климат. Прямой эффект заключается в том, что, поглощая солнечную радиацию во всех длинах волн, чёрный углерод способствует прогреву атмосферы. Кроме того, он взаимодействует с облаками, что сказывается на их стабильности, количестве осадков и отражающей способности. Установлено, что он удерживает в несколько сотен раз больше тепла, чем углекислый газ. В связи с учётом таяния ледников, повышением уровня моря, уменьшением льда на полюсах и негативными последствиями для флоры и фауны сокращение выбросов чёрного углерода – это одна из важнейших задач в борьбе с изменением климата.
Воздействие сажи на климат способствует повышению числа таких экстремальных погодных явлений, как длительная и необычайная жара в Москве летом 2010 года, которая сопровождалась высокой смертностью в этот период. Чёрный углерод составляет около 75 процентов выбросов взвешенных частиц от мобильных дизельных двигателей, в то время как в процессе сгорания биомассы выбрасывается в основном органический углерод. Продолжительность пребывания чёрного углерода в атмосфере невелика, и климат быстро отреагирует на сокращение его выбросов, особенно в таких чувствительных регионах, как российская Арктика. Стратегии сокращения выбросов чёрного углерода, как правило, приводят к сокращению выбросов взвешенных частиц, обеспечивая значительные медицинские, экологические и экономические выгоды.
Ямал возьмётся за сажу и копоть?
Во властных структурах региона обсуждается возможность установки на острове Белом научной станции по контролю над наличием на территории округа чёрного углерода, приносимого воздушными массами. На базе современного аэрозольного комплекса на острове будет возможность вести мониторинг наличия чёрного углерода совместно с отбором проб аэрозоля и анализом состояния атмосферы. Анализ сажи позволит выяснить её происхождение: это углерод от нефтегазовых выбросов на факелах, число которых неуклонно снижают в регионе, или это «гость» из других регионов, где горят в изобилии леса. С целью изучения основных характеристик эмиссии факельного горения, определения и уменьшения его экологических последствий в настоящее время создана сеть исследовательских институтов FlareNet, где также участвует Ямал.
До решения вопроса по стационару учёные работали на научно-исследовательском полигоне «Вынгапуровский». Здесь они собирали данные о влиянии техногенного фактора на качество атмосферного воздуха в регионе. Были отобраны пробы снежного покрова и воздуха. Одной из задач экспедиции стала разработка методики мобильного и высокоэффективного анализа состояния атмосферы.
Научный сотрудник сектора эколого-биологических исследований Центра изучения Арктики Василий Кобелев рассказал, что в экспедиции учёные использовали современное оборудование: аэталометр, счётчик частиц, газоанализатор, метеостанцию, систему отбора образцов аэрозолей из атмосферы на фильтры. В лабораторных условиях отобранные пробы изучат на состав атмосферных аэрозолей: твёрдых частиц, органических компонентов, микроэлементов. Особый интерес для исследователей представляет происхождение частиц чёрного углерода, источником которого в Арктике, возможно, являются лесные пожары, бушующие в Восточной Сибири, Забайкалье, а также сжигание попутного нефтяного газа на факелах Западной Сибири и трансграничные переносы из промышленных районов Северной Европы и Сибири.
В экспедиции вместе с ямальскими учёными работала ведущий научный сотрудник Института ядерной физики МГУ, кандидат физико-математических наук Ольга Поповичева, которая специализируется именно на чёрном углероде в атмосфере. Она отметила поддержку и заинтересованность компании «Газпромнефть» в проводимых экологических исследованиях. Эта компания планирует активно работать на Ямале до середины ХХII века, и поэтому вкладывает крупные средства в поддержку экологии региона. В целом работы специалистов по переносу чёрного углерода и его эмиссий через зону Ямала помогут решить ряд сложных задач по сохранению климата Арктики.
