Представлены первые результаты непрерывных наблюдений за концентрацией углекислого газа и метана на недавно развернутой красноярскими учеными станции «ДИАМИС» на побережье Таймыра. Обсерватория улавливает как наземные, так и океанические вклады в потоки парниковых газов. По данным исследователей наблюдается сильная изменчивость скоростей поглощения и выделения углекислого газа и метана наземными экосистемами. Вместе с тем, согласно измерениям последних лет, концентрации углекислого газа и метана в атмосфере растут. Результаты исследования опубликованы в журнале Atmosphere.

Регистрируемая скорость повышения температуры воздуха в Арктике более чем вдвое превышает среднее значение для Северного полушария. По этой причине, последние несколько десятилетий в Арктике наблюдаются значительные и разнообразные изменения окружающей среды. В частности, ученые отмечают повышение продуктивности растительного покрова и продолжительности вегетационного периода, деградацию вечной мерзлоты и усиление микробного разложения органического вещества в почвах. Эти процессы могут спровоцировать усиление выбросов парниковых газов в атмосферу. При этом Арктика уже считается «горячей точкой» текущих и прогнозируемых выбросов метана в глобальном масштабе. В то же время точных наблюдений за динамикой парниковых газов в этом уязвимом регионе не так много. Необходимо изучать, как меняется динамика поглощения и выбросов парниковых газов за полярным кругом и к каким последствиям это может привести.

Коллектив ученых из России и Германии, возглавляемый исследователями ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», в течение нескольких лет проводит непрерывный мониторинг концентрации парниковых газов в прибрежной арктической атмосфере на западном побережье полуострова Таймыр на недавно введенной в эксплуатацию станции «ДИАМИС». На основе наблюдений за сезонной изменчивостью концентрации углекислого газа и метана в атмосфере, исследователи оценили региональные особенности обмена изучаемых парниковых газов в системе наземные экосистемы-океан-атмосфера. Зимой, когда углекислый газ не поглощается растительностью, его фон сформирован, главным образом, выбросами антропогенного характера, в частности, сжиганием топлива или с нефтегазовых месторождений. Разница между содержанием углекислого газа в воздухе зимой и летом — в пик поглощения растительным покровом, достаточно схожа с наблюдениями на других арктических станциях. Именно эта величина отражает способность природных экосистем сибирского заполярья поглощать углерод из атмосферы.

Большой вклад в динамику концентрации парниковых газов в прибрежной зоне вносит Северный Ледовитый океан, откуда к станции наблюдений приходит воздух с более низким содержанием парниковых газов. Особенно хорошо это прослеживается летом. Зимой же исследователи отмечают усиление воздействия воздуха с континентальной части, что позволяет периодически наблюдать антропогенные сигналы парниковых газов приходящие, например, с нефтегазовых месторождений полуостровов Ямал и Тазовский. Однако и летом наблюдается сильная изменчивость интенсивностей поглощения и выделения углекислого газа и метана наземными экосистемами. Ученые отметили, что эти величины чувствительны к изменениям погодных условий и зависят от того, был ли год сухой или влажный, холодный или теплый. Также большую роль играют природные пожары, вносящие существенное количество парниковых газов в атмосферу.

«По измерениям в Диксоне мы наблюдаем рост концентрации углекислого газа и метана в атмосфере. Сходную тенденцию мы видим и по данным 15-летнего мониторинга на обсерватории «ZOTTO» в среднетаежной подзоне Сибири и на других измерительных станциях северного полушария. Это глобальная тенденция, которая может свидетельствовать об определенной потере компенсационных способностей биосферы. То же самое происходит и над лесными территориями Сибири, особенно в высоких широтах. Дать точный ответ о поведении углерода должны исследования в разных районах мира с различными природно-климатическими условиями и степенью антропогенной нагрузки. Необходимо, чтобы такие исследования были длительными и непрерывными. С каждым новым годом, ряды данных такого мониторинга будут становиться лишь ценнее. Наши исследования предоставляют уникальный фактический материал о существующих тенденциях изменения природной среды. Недавно открытая станция для непрерывных наблюдений за мольными долями углекислого газа и метана в атмосфере на западе Таймырского полуострова заполняет пробел в наблюдениях за атмосферными газами над арктическим поясом центральной части Сибири», — рассказал Алексей Панов, кандидат биологических наук, научный координатор обсерватории «ZOTTO» Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.

Исследования на прибрежной мониторинговой станции в районе поселка Диксон, являются частью проекта климатического научно-образовательного центра (НОЦ), созданного недавно в Красноярске в рамках реализации национального проекта «Наука». Вместе с обсерваторией «ZOTTO» и пятью другими станциями мониторинга обменных потоков углерода, размещенных специалистами ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» в экосистемах ключевых биоклиматических провинций бассейна реки Енисей, она является частью уникальной сети регионального мониторинга парниковых газов «KrasFLUX», не имеющей аналогов в России. Новая станция расширяет зону охвата измерений обсерватории «ZOTTO», позволяет выявить перенос парниковых газов в системе океан-атмосфера и оценить вклад океанического сигнала в формирование пула парниковых газов в континентальной атмосфере Сибири.

Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки и РФФИ в рамках проекта № 20-45-242908, проекта Российского фонда фундаментальных исследований № 18-05-60203, и гранта Российского научного фонда № 21-17-00163.