Опыт мониторинга эмиссии и поглощения парниковых газов в прибрежной зоне моря

Б. В. Дивинский*, С. Б. Куклев, В. В. Кременецкий, А. А. Недоспасов, В. В. Очередник, О. Н. Куклева

Институт океанологии имени П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

* e-mail: divin@ocean.ru

Аннотация

Цель работы – мониторинг эмиссии и поглощения углекислого газа и водяного пара на специализированном карбоновом полигоне в районе г. Геленджика Краснодарского края. Проанализированы потоки CO2 и H2O, а также параметры состояния атмосферы, зарегистрированные с декабря 2024 г. по май 2025 г. с помощью автоматической станции мониторинга LI-COR Environmental, установленной в 25 м от береговой линии. Потоки газов рассчитывались методом турбулентных пульсаций с частотой 10 Гц. Основными компонентами станции являются: датчики потоков атмосферного тепла, включая датчик фотосинтетически активной радиации; ультразвуковой анемометр; газоанализатор; датчик температуры и влажности воздуха; почвенные датчики. Применялось дневное и ночное разделение чистого потока CO2 на валовую первичную продукцию и экосистемное дыхание. Установлено, что за указанный период на исследуемом участке с квадратного метра в атмосферу поступило около 500 г углекислого газа. При этом на экосистемное дыхание пришлось около 1300 г, на валовую продукцию – 800 г. Выявлена сезонная динамика обмена: в зимние месяцы, а также в начале календарной весны преобладает эмиссия CO2 в атмосферу, с апреля наблюдается его усвоение экосистемой. Средняя за период наблюдений концентрация CO2 в воздухе составила (423.2 ± 5.2) мкмоль/моль (при среднемировой в 420 мкмоль/моль). Несмотря на сложные условия расположения станции в прибрежной зоне моря, полученные результаты физически обоснованы и могут использоваться для оценок потоков парниковых газов.

Ключевые слова

карбоновые полигоны, Геленджик, поток углекислого газа, метод турбулентных пульсаций, Li-Cor

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания Института океанологии РАН № FMWE-2023-0001 при финансовой поддержке Фонда Мельниченко.

Информация об авторах

Дивинский Борис Васильевич, ведущий научный сотрудник, лаборатория геологии и литодинамики, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр., д. 36), кандидат географических наук, ORCID: 0000-0002-2452-1922, ResearcherID: C-7262-2014, SPIN-код: 2027-8359, divin@ocean.ru

Куклев Сергей Борисович, заведующий лабораторией гидрофизики и моделирования, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр., д. 36), кандидат географических наук, ORCID: 0000-0003-4494-9878, ResearcherID: G-5656-2017, SPIN-код: 7717-9703, kuklev@ocean.ru

Кременецкий Вячеслав Вячеславович, заместитель директора по физическому направлению, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр., д. 36), кандидат географических наук, SPIN-код: 7775-9224, sk@ocean.ru

Недоспасов Андрей Андреевич, младший научный сотрудник, лаборатория экспериментальной физики океана, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр-т, д. 36), SPIN-код: 4072-2800, nedospasov.aa@ocean.ru

Очередник Владимир Владимирович, научный сотрудник, лаборатория гидрофизики и моделирования, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр-т, д. 36), ORCID: 0000-0002-3593-7114, ResearcherID: G-2850-2017, SPIN-код: 6522-7608, poekperementarium@gmail.com

Куклева Ольга Николаевна, научный сотрудник, лаборатория гидрофизики и моделирования, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (117997, Россия, г. Москва, Нахимовский пр., д. 36), ResearcherID: J-7126-2018, AuthorID: 168591, kukleva-ola@mail.ru

Для цитирования

Дивинский Б. В., Куклев С. Б., Кременецкий В. В., Недоспасов А. А. и др. Опыт мониторинга эмиссии и поглощения парниковых газов в прибрежной зоне моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2026. № 1. С. 6–26. EDN PGBTAO.

Divinsky, B.V., Kuklev, S.B., Kremenetsky, V.V., Nedospasov, A.A., Ocherednik, V.V. and Kukleva, O.N., 2026. Experience in Monitoring Greenhouse Gas Emissions and Uptake in the Coastal Marine Zone. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 6–26.

Список литературы

  1. Замолодчиков Д. Г., Гитарский М. Л., Шилкин А. В., Марунич А. С. и др. Мониторинг газообмена H2O и CO2 на полигоне «Лог Таежный» (Валдайский национальный парк) // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. Т. 1. С. 54–68. EDN YUIYXZ. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2017-1-54-68
  2. Хоружий Д. С. Изменчивость потока СО2 на границе раздела вода – атмосфера в прибрежных водах Черного моря на разных масштабах времени в 2010–2014 гг. // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 5. С. 434–445. EDN YMQLZJ. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2018-5-434-445
  3. Кривенок Л. А., Суворов Г. Г., Авилов В. К., Сирин А. А. Измерение потоков CO2, CH4, H2O методом турбулентных пульсаций: использование мобильной установки и учет изменяющейся зоны охвата // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32, № 11. С. 942–950. EDN TFWHLP. https://doi.org/10.15372/AOO20191111
  4. Федоров Ю. А., Сухоруков В. В., Трубник Р. Г. Аналитический обзор: эмиссия и поглощение парниковых газов почвами. Экологические проблемы // Антропогенная трансформация природной среды. 2021. Т. 7, № 1. С. 6–34. EDN WKLFBN. https://doi.org/10.17072/2410-8553-2021-1-6-34
  5. Сатосина Е. М., Зырянов В. И., Прокушкин А. С., Ольчев А. В. Временная изменчивость потоков диоксида углерода, метана, явного и скрытого тепла в лесных и болотных экосистемах северной Евразии // Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2022. Т. 7, № 4. С. 79–85. EDN TCGSHS. https://doi.org/10.25744/genb.2022.41.14.010
  6. Mamkin V., Avilov V., Ivanov D., Varlagin A. et al. Interannual variability in the ecosystem CO2 fluxes at a paludified spruce forest and ombrotrophic bog in the Southern Taiga // Atmospheric Chemistry and Physics. 2023. Vol. 23, iss. 3. P. 2273–2291. https://doi.org/10.5194/acp-23-2273-2023
  7. Орехова Н. А., Медведев Е. В., Мукосеев И. Н., Гармашов А. В. Поток СО2 на границе с атмосферой в северо-восточной части Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 1. С. 57–67. EDN GNFAZA.
  8. Панов А. В., Махныкина А. В., Урбан А. В., Зырянов В. И. и др. Потоки углерода в экосистемах средней тайги центральной Сибири // Сибирский лесной журнал. 2024. № 3. С. 37–53. EDN QWMBOD. https://doi.org/10.15372/SJFS20240305
  9. Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации / под ред. А. А. Романовской. Москва : ИГКЭ, ООО «Принт», 2023. 346 с.
  10. Куклев С. Б., Кременецкий В. В., Крыленко В. В., Руднев В. И. Цифровая модель «Карбонового полигона в Краснодарском крае» на базе ЮО ИО РАН (г. Геленджик) // Экология гидросферы. 2022. № 1. С. 18–28. EDN EYZMJT. https://doi.org/10.33624/2587-9367-2022-1(7)-18-28
  11. Варварова А. О., Полухин А. А., Бердникова Е. К., Мухаметов С. С. и др. Пространственно-временная изменчивость параметров карбонатной системы вод на карбоновом полигоне «Геленджик» в летний период // Морские исследования и образование (MARESEDU-2023) (Москва, 23–27 октября 2023 года) : труды XII Международной научно-практической конференции. Тверь : ООО «ПолиПРЕСС», 2024. Т. II (IV). С. 503–507. EDN PJFRTQ.
  12. Руднев В. И., Пушкин В. В., Куклев С. Б. Методика измерения концентрации парниковых газов на тестовом полигоне вблизи Голубой бухты (северо-восток Черного моря) // Экология гидросферы. 2024. № 2. С. 91–100. EDN ZPGMPC. https://doi.org/10.33624/2587-9367-2024-2(12)-91-100
  13. Wutzler T., Lucas-Moffat A., Migliavacca M., Knauer J. et al. Basic and extensible postprocessing of eddy covariance flux data with REddyProc // Biogeosciences. 2018. Vol. 15, iss. 16. P. 5015–5030. https://doi.org/10.5194/bg-15-5015-2018
  14. Reichstein M., Falge E., Baldocchi D., Papale D. et al. On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: review and improved algorithm // Global Change Biology. 2005. Vol. 11, iss. 9. P. 1424–1439. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.001002.x
  15. Lasslop G., Reichstein M., Papale D., Richardson A. D. et al. Separation of net ecosystem exchange into assimilation and respiration using a light response curve approach: critical issues and global evaluation // Global Change Biology. 2010. Vol. 16, iss. 1. P. 187–208. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.02041.x
  16. Foken T., Wichura B. Tools for quality assessment of surface-based flux measurements // Agricultural and Forest Meteorology. 1996. Vol. 78, iss. 1–2. Р. 83–105. https://doi.org/10.1016/0168-1923(95)02248-1
  17. Тимохина А. В., Прокушкин А. С., Панов А. В. Суточная и сезонная динамика концентрации CO2 и CH4 в атмосфере над экосистемами Западной Сибири (Приенисейская часть) // Вестник КрасГАУ. 2014. № 12. С. 83–88. EDN THAMND.
  18. Rastogi B., Berkelhammer M., Wharton S., Whelan M. E. et al. Ecosystem fluxes of carbonyl sulfide in an old-growth forest: temporal dynamics and responses to diffuse radiation and heat waves // Biogeosciences. 2018. Vol. 15, iss. 23. Р. 7127–7139. https://doi.org/10.5194/bg-15-7127-2018
  19. Карбоновые полигоны: мониторинг, геоинформационные системы, секвестрационные технологии / под ред. С. К. Гулева и А. В. Ольчева. Москва : Научный мир, 2025. 419 c.
  20. Stagakis S., Feigenwinter C., Vogt R., Brunner D. et al. A high-resolution monitoring approach of urban CO2 fluxes. Part 2 – surface flux optimisation using eddy covariance observations // Science of the Total Environment. 2023. Vol. 903. 166035. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166035

Файлы

 Полный текст (русский)

  JATS XML (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.