Мониторинг состава атмосферы и прогнозирование его изменений являются одним
из важнейших условий устойчивого развития страны. Мониторинг дает
необходимую информацию как для решения фундаментальных научных проблем,
связанных с изучением и прогнозированием глобальных изменений среды обитания
человека и климата Земли, так и для выработки эффективной экологической
политики, в частности, в области принятия и исполнения Международных
соглашений: Монреальского и Киотского протоколов, Конвенций о трансграничном
переносе загрязнений, об устойчивых органических загрязнениях и целом
ряде других. Учитывая, что природно-экологические условия России, их
разнообразие являются важнейшим ресурсом в сфере регулирования глобального
баланса парниковых газов и многих загрязняющих примесей, такая информация
может стать основанием для получения страной компенсации за ущерб, наносимый
поступающими на ее территорию загрязнениями.
Основная цель создаваемой Российской системы мониторинга состава атмосферы (РСМСА)
заключается в проведении комплексных наблюдений содержания в атмосферном
воздухе газовых и аэрозольных примесей, радиационных и термодинамических
параметров для обнаружения изменений состояния атмосферы и прогнозирования
возможных последствий.
РСМСА
дополнит систему глобального мониторинга состава атмосферы (GAW), действующую
под эгидой ВМО и испытывающую крайнюю необходимость в создании сети станций на
севере Евразии. Структура РСМСА повторяет в основном структуру GAW. На
территории России создаются две обсерватории (глобальные станции) – на Северном
Кавказе и в центре Сибири, и около десятка региональных станций. Особенностью
РСМСА является включение в эту систему Передвижной железнодорожной
обсерватории, способной вести измерения всех ключевых примесей и параметров на
большей части территории России и в соседних странах.
В состав сети входят две стационарных обсерватории, глобальные станции, одна
передвижная обсерватория, 10-11 региональных станций и корреспондентские
станции (рис.1). В число последних включаются все наблюдательные станции или
наблюдательные пункты, которые ведут измерения в рамках международных,
национальных, областных и отраслевых экологических программ хотя бы одного
необходимого для контроля состава атмосферы параметра.
Рис.1. Климато-экологические районы и расположение станций наблюдений.
Такое относительно небольшое количество станций при оптимальном их размещении
способно давать необходимую информацию о составе атмосферы над всей территорией
страны, антропогенных и природных эмиссиях ключевых примесей, процессах
регионального и дальнего переноса загрязняющих веществ, включая перенос через
российскую границу, а также давать независимую оценку состояния глобальной
атмосферы.
Согласно рекомендациям
ВМО
и предложениям многочисленных экспертных групп, одна из обсерваторий
должна располагаться в центре Сибири в зоне бореальных лесов на значительном
удалении от промышленных объектов. При наличии высотной мачты (250-300 м) такая
обсерватория способна давать информацию, репрезентативную для значительной
части всего Сибирского региона.
Вторая обсерватория должна располагаться в высокогорной незагрязненной
местности. Таким местом может быть Северный Кавказ. Ее отличительная
особенность –
способность контролировать состав свободной атмосферы, вынос загрязнений вверх
за пределы загрязненного пограничного слоя и давать оценку изменениям состава
глобальной атмосферы под воздействием человеческой деятельности.
Сеть региональных станций должна охватывать все эколого-климатические
области России. В пределах каждой из этих областей воздушную среду можно, в
первом приближении, рассматривать как единую фотохимическую систему. Т.е.
достаточно иметь одну станцию высокого уровня, ведущую комплексные измерения, и
несколько наблюдательных пунктов, чтобы, используя современные численные модели
атмосферы, следить за состоянием воздушной среды в масштабе региона и
прогнозировать ее изменения.
Передвижная обсерватория на базе двух специализированных железнодорожных
вагонов объединяет все станции в единую сеть и сводит отдельные фрагменты
химического состояния атмосферы в единую картину. Также она обеспечивает
калибровку сетевых приборов, валидацию спутниковых данных и выполняет многие
другие функции, в том числе обычной стационарной станции или обсерватории. В
дополнение к перечисленным выше задачам мониторинга она может выявлять
природные и техногенные экстремальные ситуации и прослеживать их развитие.
Передвижная обсерватория действует на сети железных дорог России и стран СНГ.
Предполагается, что обсерватория будет направляться и в другие страны, с целью
уточнения источников примесей, фотохимических и динамических процессов,
действующих на континенте.
Другой составной частью Российской системы мониторинга состава атмосферы
являются космические средства наблюдений. Поскольку наиболее приоритетным
направлением атмосферного мониторинга является контроль ее химического состава
и возможных его изменений над территорией России, а не в глобальном масштабе,
то в ближайшие годы работа космической системы должна проходить в основном в
рамках двустороннего и многостороннего Международного сотрудничества в области
космических исследований с активным использованием зарубежных спутников и
систем наблюдения состава атмосферы. Благодаря разработанным в России методам и
алгоритмам дистанционного зондирования, наличию уникальных технических
разработок участие российских специалистов в уже действующих и планируемых
международных космических проектах может быть полноценным и эффективным. Это
позволяет в ближайшие годы сосредоточить огромные средства на развертывании
наземной сети станций.