Миссия «Исследование состава тропосферы в Арктике с помощью самолетов и спутников» (ARCTAS): разработка, проведение и первые результаты

Миссия NASA «Исследование состава тропосферы в Арктике с помощью самолетов и спутников» (ARCTAS) проводилась в рамках двух трехнедельных этапов, базировавшихся на Аляске (апрель 2008 года) и в западной Канаде (июнь–июль 2008 года). Ее целью было углубить понимание факторов, определяющих современные изменения состава атмосферы и климата Арктики, включая (1) перенос загрязняющих веществ из средних широт, (2) пожары в бореальных лесах, (3) радиационное воздействие аэрозолей и (4) химические процессы. Июньско-июльскому этапу предшествовала недельная серия полетов над Калифорнией (ARCTAS-CARB), направленная на (1) совершенствование региональных инвентаризаций выбросов парниковых газов и аэрозолей и (2) получение наблюдений для тестирования и совершенствования моделей загрязнения озоном и аэрозолями. В миссии ARCTAS участвовали три воздушных судна: DC-8 с комплексом детальных химических измерений, P-3 с широким набором аэрозольной и радиометрической аппаратуры и B-200 с приборами дистанционного зондирования аэрозолей. Данные, полученные с воздушных судов, дополнили спутниковые наблюдения состава атмосферы Арктики, в частности наблюдения NASA в рамках программы A-Train. Весенняя фаза (ARCTAS-A) выявила повсеместное присутствие азиатского загрязнения над всей Арктикой, а также значительное европейское загрязнение ниже 2 км. Необычно крупные сибирские пожары в апреле 2008 года привели к высоким концентрациям углеродсодержащих аэрозолей и также повлияли на содержание озона. Было установлено, что наблюдавшиеся спутниками максимумы содержания BrO в вертикальном столбе не были связаны с явлениями в пограничном слое Арктики, а, напротив, соответствовали понижениям тропопаузы, что указывает на повышенное содержание неорганического брома (5–10 pptv) в нижней стратосфере. Свежие шлейфы от пожаров в Канаде и Калифорнии, исследованные в летней фазе (ARCTAS-B), свидетельствовали о низких коэффициентах выбросов NOx при пожарах, быстром превращении NOx в PAN, отсутствии значимого вторичного образования аэрозолей и отсутствии существенного увеличения содержания озона, за исключением случаев смешения с городским загрязнением.