ИСТИНА

В Метеорологической обсерватории МГУ проводится акустическое зондирование атмосферы содарами «ЭХО-1» (с 1988 г.) и «MODOS» (с 2004 г.). Здесь же, в 80-90 м от обоих содаров, в 2002–2014 гг. работала совместная Экологическая станция ИФА и МГУ, а с 2003 г. и поныне работает одна из 56 автоматических станций контроля загрязнения атмосферы сети ГПБУ «Мосэкомониторинг». Измерения приземного содержания основных газовых примесей на Экологической станции были ежеминутными, на станции сети «Мосэкомониторинг» они производятся в среднем за каждые 20 мин. Накопленные данные позволяют подробно исследовать влияние стратификации (в аспекте наличия задерживающих слоёв приподнятых инверсий) на приземное содержание озона и двуокиси азота. Отдельно рассмотрены два вида приподнятых инверсий, турбулентные структуры которых хорошо прослеживаются на содарной записи (высотно-временной развёртке эхо-сигнала): утренние, или инерционные инверсии (остатки приземных ночных) и долгоживущие инверсии оседания. На примере данных лета 2016 г. получено, что утренние инверсии отмечаются более чем в половине всех дней (в 51 из 92) и существуют в среднем 3 ч; самая долгая такая инверсия отмечалась 6 ч 20 мин 25 июня. Общая продолжительность утренних инверсий составила с июня по август 153 ч из 329 ч с любыми приподнятыми инверсиями, т.е. почти половину времени в общей их выборке. С моментом разрушения утренней инверсии связано резкое ускорение роста приземного O3. До разрушения инверсии в среднем по выборке из 46 её эпизодов скорость роста озона составляла +0,2 · 10-3 мг/(м3 · мин), а в следующий час возросла до +0,5 · 10-3 мг/(м3 · мин). Само по себе разрушение инверсии происходило в разные дни в промежутке от 07:11 до 11:47, но анализ произведён нами в условном времени с нормированием всех рядов данных на этот момент. С разрушением утренней инверсии связано и скачкообразное уменьшение уровней NO2. Оба эффекта отражают усиление вертикального турбулентного обмена. Напротив, в условиях долгоживущих приподнятых инверсий не выявлено достоверных изменений в приземном содержании обеих этих примесей (исследовано 40 случаев инверсий продолжительностью ≥20 ч). Таким образом, само по себе существование инверсии, взятое в отрыве от других факторов (скорости ветра V, растворения в осадках и др.) не приводит ни к устойчивому накоплению NO2, ни к устойчивому уменьшению O3 вследствие его поглощения поверхностью. Следует также учесть ослабление влияния инверсии на больших высотах или при очень малой её мощности. Привлечение к анализу данных содара «MODOS» о V в слое от 40 до 200 м частично объясняет изменения в динамике обеих примесей. Сверхдолгие приподнятые инверсии обычно наблюдаются в Москве с ноября по февраль и существуют в нижнем 800-метровом слое до пяти дней подряд (рекорд – 119 ч). Отметим также бимодальный вид распределений высот обеих границ приподнятых инверсий, что отражает разное их происхождение: нижняя мода (от 150 до 200 м) в основном представлена сравнительно невысокими утренними инверсиями, тогда как верхняя мода (от 300 до 350 м) отражает инверсии оседания в общей выборке приподнятых инверсий. Работа выполнена при поддержке РНФ, проект № 16–17–10275. Авторы благодарят Е.А.Лезину за любезно предоставленные данные ГПБУ «Мосэкомониторинг».