Эмиссия метана из озер севера Западной Сибири
- Авторы: Казанцев В.С.1, Кривенок Л.А.1, Дворников Ю.А.1,2, Ломов В.А.1, Сабреков А.Ф.1,3
-
Учреждения:
- Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
- Департамент ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем Аграрно-технологического института РУДН
- Югорский государственный университет
- Выпуск: Том 59, № 3 (2023)
- Страницы: 309-321
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-3515/article/view/136916
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351523030057
- EDN: https://elibrary.ru/TNPJKD
- ID: 136916
Цитировать
Аннотация
В работе приведены результаты измерений удельных потоков (УП) метана в атмосферу из термокарстовых озер, расположенных на территории Российской Федерации в предгорьях Полярного Урала, на побережье Карского моря и в северо-западной части полуострова Ямал. Всего исследовано 13 водных объектов и измерено около 500 УП метана методом плавающих камер. Результаты показали, что 95% УП не превышает 8 мг СН4 м–2 ч–1. Для этих УП выявлена статистически значимая корреляция с приземной скоростью ветра во время измерения, которая во многом определяет интенсивность газообмена на границе “вода – атмосфера”. Исключениями из этой зависимости стали измерения в предполагаемой зоне выхода метановых сипов. Для большинства озер наибольший разброс измеренных УП наблюдался в мелководной части. Проанализирована суточная динамика УП метана, которая аппроксимирована синусоидальной функцией. Для представленных в работе озер диапазон оценок эмиссии метана составляет 0.23–775.38 г СН4 ч–1. Результаты, полученные в ходе работы, – важный материал для расчетов региональных оценок эмиссии метана с поверхности термокарстовых озер тундровой зоны.
Ключевые слова
Об авторах
В. С. Казанцев
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: kazantsev@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3, стр. 1
Л. А. Кривенок
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: kazantsev@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3, стр. 1
Ю. А. Дворников
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; Департамент ландшафтного проектирования и устойчивых экосистемАграрно-технологического института РУДН
Email: kazantsev@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3, стр. 1; Россия, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6
В. А. Ломов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: kazantsev@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3, стр. 1
А. Ф. Сабреков
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; Югорский государственный университет
Email: kazantsev@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 3, стр. 1; Россия, 628012, Ханты-Мансийск, ул. Чехова, д. 16
Список литературы
- Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Казанцев В.C. и др. Эмиссия метана из болотных ландшафтов тундры Западной Сибири // Вестник ТГПУ. 2010a. № 3(93). С. 78–86.
- Глаголев М.В., Сабреков А.Ф., Казанцев В.С. Измерение газообмена на границе почва/атмосфера. Томск: Издательство Томского государственного педагогического университета, 2010b. 96 с.
- Голубятников Л.Л., Казанцев В.С. Вклад тундровых озер Западной Сибири в метановый бюджет атмосферы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 4. С. 430–438.
- Забелина С.А., Широкова Л.С., Климов С.И. и др. Эмиссия метана с поверхности термокарстовых озер большеземельской тундры // Мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды. Основные результаты и пути развития. 2017. С. 152–153.
- Ребристая О.В., Хитун О.В. Ботанико-географические особенности флоры Центрального Ямала // Ботанический журнал. 1998. Т. 83. № 7. С. 37–52.
- Юрцев Б.А., Толмачев А.И., Ребристая О.В. Флористическое ограничение и разделение Арктики // Арктическая флористическая область / Под ред. Юрцева Б.А. Ленинград: Наука, 1978. С. 9–104.
- Bastviken D., Cole J.J., Pace M.L., Van de Bogert M.C. Fates of methane from different lake habitats: Connecting whole lake budgets and CH4 emissions // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. № G2. G02024. https://doi.org/10.1029/2007JG000608
- Bastviken D., Santoro A.L., Marotta H. et al. Methane emissions from Pantanal, South America, during the low water season: toward more comprehensive sampling // Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. № 14. P. 5450–5455.
- Bazhin N. Methane Emission from Bottom Sediments // Chem. Sustain. Dev. 2003. V. 11. P. 577–580.
- CAVM Team. Circumpolar Arctic Vegetation Map. (1 : 7,500,000 scale), Conservation of Arctic Flora and Fauna (CAFF). Map № 1. 2003.
- Cole J.J., Caraco N.F. Atmospheric exchange of carbon dioxide in a low-wind oligotrophic lake measured by the addition of SF6 // Limnol. Oceanogr. 1998. № 43. P. 647–656.
- Dvornikov Y., Leibmann M., Heim B. et al. Geodatabase and WebGIS project for long-term permafrost monitoring at the VaskinyDachi Research Station, Yamal, Russia // Polarforschung. 2016. V. 85. № 2. P. 107–115.
- Dvornikov Y.A., Leibmann M.O., Heim B. et al. Thermodenudation on Yamal peninsula as a source of the dissolved organic matter increase in thaw lakes // Earth’s Cryosph. 2017. V. 21. № 2. P. 28–37.
- Esri, Garmin, HERE, GEBCO, NOAA, National Geographic, Geonames.org et al. 2020. ESRI World Ocean Base [Online map]. URL: https://services.arcgisonline.com/ArcGIS/ rest/services/Ocean/World_Ocean_Base/MapServer/ tile/%7Bz%7D/%7By%7D/%7Bx%7D (22.12.2022).
- UNESCO/IHA GHG measurement guidelines for freshwater reservoirs / Goldenfum J.A. (Ed.). International Hydropower Association (IHA): London, UK, 2010. 138 p. URL: https://www.hydropower.org/publications/ ghg-measurement-guidelines-for-freshwater-reservoirs (30.01.23).
- Gruca-Rokosz R., Tomaszek J. Methane and Carbon Dioxide in the Sediment of a Eutrophic Reservoir: Production Pathways and Diffusion Fluxes at the Sediment–Water Interface // Water Air Soil Pollut. 2015. V. 226. P. 16–32.
- Guerin F., Abril G. Significance of pelagic aerobic methane oxidation in the methane and carbon budget of a tropical reservoir // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. P. 3006–3020.
- Harrison J., Deemer B., Birchfield M., O`Malley M. Reservoir Water-Level Drawdowns Accelerate and Amplify Methane Emission // Environ. Sci. Technol. 2017. V. 51. № 3. P. 1267–1277.
- IPCC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Masson-Delmotte V et al. (eds). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2021. 2391 p. https://doi.org/10.1017/9781009157896
- Kazantsev V.S., Krivenok L.A., CherbuninaM.Yu. Methane emissions from thermokarst lakes in the southern tundra of Western Siberia // Geogr. Environ. Sustain. 2018. V. 11. № 1. P. 58–73.
- Klaus M., Vachon D. Challenges of predicting gas transfer velocity from wind measurements over global lakes // Aquat. Sci. 2020. V. 82. № 3. P. 53.
- Liss P.S., Slater P.G. Flux of gases across the air-sea interface // Nature. 1974. V. 247. P. 181–184.
- Milberg P., Tornqvist L., Westerberg L., Bastviken D. Temporal variations in methane emissions from emergentaquatic macrophytes in two boreonemoral lakes // AoB Plants. 2017. V. 9. № 4. https://doi.org/10.1093/aobpla/plx029
- Miller B., Arntzen E., Goldman A., Richmond M. Methane Ebullition in Temperate Hydropower Reservoirs and Implications for US Policy on Greenhouse Gas Emissions // Env. Manag. 2017. V. 60. № 4. P. 615–629.
- Ostrovsky I., McGinnis D., Lapidus L., Eckert W. Quantifying gas ebullition with echosounder: the role of methane transport by bubbles in a medium-sized lake // Limn. and Oceanogh-Meth. 2018. V. 6. № 2. P. 105–118.
- Repo E., Huttunen J.T., Naumov A.V. et al. Release of CO2 and CH4 from small wetland lakes in western Siberia // Tellus B: Chem. Phys. Meteorol. 2007. V. 59. № 5. P. 788–796.
- Sabrekov A., Glagolev M., Kleptsova I., Maksyutov S. CH4 emission from West-Siberia tundra mires // Environmental Dynamics and Global Climate Change. 2011. V. 2. № 1. P. 1–16.
- Sander R. Compilation of Henry’s law constants (version 4.0) for water as solvent // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15. P. 4399–4981. https://doi.org/10.5194/acp-15-4399-2015
- Savvichev A., Rusanov I., Dvornikov Yu. et al. The water column of the Yamal tundra lakes as a microbial filter preventing methane emission // Biogeosciences. 2021. V. 18. № 9. P. 2791–2807.
- Striegl R.G., Michmerhuizen C.M. Hydrologic influence on methane and carbon dioxide dynamics at two northcentral Minnesota lakes // Limnol. Oceanogr. 1998. V. 43. P. 1519–1529. https://doi.org/10.4319/lo.1998.43.7.1519
- Theil H. Economic forecasts and policy. North-Holland Pub Co, Amsterdam, 1958. 562 p.
- Utsumi M., Nojiri Y., Nakamura T. et al. Dynamics of dissolved methane and methane oxidation in dimictic Lake Nojiri during winter // Limnol. Oceanogr. 1998. V. 43. P. 10–17. https://doi.org/10.4319/lo.1998.43.1.0010