Результати порівняльного використання інформації OCO-2 для виявлення залежності між змінами концентрації CO2 в атмосфері та температурою повітря в районі Аргентинських островів та України
DOI:
https://doi.org/10.36023/ujrs.2021.8.4.204Ключові слова:
супутникові дані, кліматичні зміни, температура повітря, концентрації СО2, полярні зони, антропогенний впливАнотація
В роботі були отримані результати порівняльного аналізу даних про зміни концентрації СО2 в атмосфері над полярними територіями прилеглими до антарктичної станції “Академік Вернадський” (розмір досліджуваної території 1.5о×1.5о, чи приблизно 166 км на 75 км), які були отримані на основі вимірів супутника Orbiting Carbon Observatory (OCO-2) та температурою повітря за наземними метеорологічними спостереженнями на станції “Академік Вернадський” за 2014–2020 роки. На отриманому графіку можна побачити, що температура повітря і концентрація СО2 в атмосфері над досліджуваною територією мають тенденцію до повільного зростання. Крім того, аналіз указаних вище результатів показав, що таким чином можна визначити інтегральні тенденції впливу вмісту парникових газів в атмосфері на температуру повітря. Виконано порівняльний аналіз даних про зміни концентрації СО2 за даними OCO-2 між регіонами, де є прямий антропогенний вплив (територія України) та регіоном, де антропогенний вплив є мінімізованим (території прилеглі до антарктичної станції “Академік Вернадський”) за 2014–2020. Було виявлено, що концентрації СО2, над територіями, де є прямий антропогенний вплив, зростають значно швидшими темпами, ніж над тими територіями, де такий вплив мінімізований. При цьому ми бачимо, що концентрації СО2 мають тенденцію до зростання в обох випадках. Ґрунтуючись на отриманих результатах, було визначено, що проведення комплексного, одночасного та узгодженого з супутниковими спостереженнями вимірювання різного роду рядів змінних, надасть можливість оптимізувати інформацію про зміни кліматичних параметрів (температура повітря) в полярних зонах.
Посилання
Bao, T., Zhu, R., Li, X., Ye, W., Cheng, X. (2018). Effects of multiple environmental variables on tundra ecosystem respiration in maritime Antarctica. Scientific reports, 8(1), 12336. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30120277/.
Buchwitz M. Atmospheric methane and carbon dioxide from SCIAMACHY satellite data: Initial comparison with chemistry and transport models / Buchwitz M., de Beek R., Burrows J. P., Bovensmann H., Warneke T., Notholt J., Meirink J. F., Goede A. P., Bergamaschi H., Korner P., Heimann M., and Schulz A.// Atmos. Chem. Phys. – 2005. – №5. 94-962 pp. https://acp.copernicus.org/articles/5/941/2005/acp-5-941-2005.html
Buchwitz M. Retrieval of CH4, CO, and CO2 total column amounts from SCIAMACHY near-infrared nadir spectra: Retrieval algorithm and first results, in: Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere VIII / Buchwitz M., Burrows J. P. // Proceedings of SPIE. – 2004 ¬ №5235. 375-388 pp. https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/5235/1/Retrieval-of-CH4-CO-and-CO2-total-column-amounts-from/10.1117/12.514219.full
Dohovir pro Antarktyku, 1992: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_224?lang=uk#Text
Edward T. Olsen AIRS Version 5 Release Tropospheric CO2 Products // Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology. –2009. – 34 p. https://docserver.gesdisc.eosdis.nasa.gov/repository/Mission/AIRS/3.3_ScienceDataProductDocumentation/3.3.4_ProductGenerationAlgorithms/AIRS-V5-Tropospheric-CO2-Products.pdf
Goosse, H. (2015). Climate System Dynamics and Modelling. Cambridge: Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/CBO9781316018682
Crisp, D., Bosch, H., Brown, L., Castano, R., Christi, M., Connor, B., Frankenberg, C., McDuffie, J., Miller, C. E., Natraj, V., O’Dell, C., O’Brien, D., Polonsky, I., Oyafuso, F., Thompson, D., Toon, G., and Spurr, R. (2010). OCO (Orbiting Carbon Observatory)-2 Level 2 Full Physics Retrieval Algorithm Theoretical Basis, Tech. Rep. OCO D-65488, NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, version 1.0 Rev 4, https://disc.gsfc.nasa.gov/information/documents?title=OCO-2%20Documents, (last access: January 2012).
Crisp, D., Fisher, B. M., O’Dell, C., Frankenberg, C., Basilio, R., Bosch, H., Brown, L. R., Castano, R., Connor, B., Deutscher, M., Eldering, A., Griffith, D., Gunson, M., Kuze, A., Mandrake, L., McDuffie, J., Messerschmidt, J., Miller, C. E., Morino, I., Natraj, V., Notholt, J., O’Brien, D., Oyafuso, F., Polonsky, I., Robinson, J., Salawitch, R., Sherlock, V., Smyth, M., Suto, H., Taylor, T., Thompson, D. R., Wennberg, P. O., Wunch, D., and Yung, Y. L. (2012). The ACOS XCO2 retrieval algorithm, Part 2: Global XCO2 data characterization, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 5, 1– 60. https://amt.copernicus.org/articles/5/687/2012/amt-5-687-2012.pdf.
Hall, J. L., Newton, R. J., Witts, J. D., Francis, J. E., Hunter, S. J., Jamieson, R. A., & Haywood, A. M. (2018). High benthic methane flux in low sulfate oceans: Evidence from carbon isotopes in Late Cretaceous Antarctic bivalves. Earth and Planetary Science Letters, 497, 113-122. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X18303534?via%3Dihub
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., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Full_Report.pdf
Kostyuchenko Yu. V., Movchan D., Artemenko I., Kopachevsky I. (2016). Stochastic Approach to Uncertainty Control in Multiphysics Systems: Modeling of Carbon Balance and Analysis of GHG Emissions Using Satellite Tools. In: Mathematical Concepts and Applications in Mechanical Engineering and Mechatronics, ed. by Mangey Ram and J. Paulo Davim, IGI Global, USA, pp. 350-378, doi: https://doi.org/10.4018/978-1-5225-1639-2.ch017
Kostyuchenko Yu. V., Yuschenko M., Elistratova L., Artemenko I. (2020). Multi-Model Approach in the Risk Assessment Tasks with Sattelite Data Utilization. In Recent Advances in Mathematics for Engineering , ed. by Mangey Ram, Series: Mathematical Engineering, Manufacturing, and Management Sciences, CRC Press, Taylor&Francis Group. doi: https://doi.org/10.1201/9780429200304-3
Kozlova A., Elistratova L., Kostyuchenko Yu.V., Apostolov A., Artemenko I. (2019) Multiparametric Modeling of Carbon Cycle in Temperate Wetlands for Regional Climate Change Analysis Using Satellite Data. In: Advances in Applied Mathematical Analysis and Applications, Mathematical and Engineering Sciences Series, ed. by Mangey Ram& Tadashi Dohi, P.51-94, River Publishers, Denmark, ISBN: 9788770221108.
https://www.riverpublishers.com/book_details.php?book_id=750
Lyalko, V. I. (Ed.). (2015). Greenhouse effect and climate changes in Ukraine. Kyiv: Naukova dumka. ISBN 978-966-00-1526-5. (in Ukrainian)
Lyalko, V. I., Kostyuchenko, Yu. V., Movchan, D. M., Sakhatsky, A. I., Shportuk, Z. M., Sibirtseva, O. N. … Artemenko, I. G. (2012). Estimation of anthropogenic and natural sources of greenhouse gases over Uкraine using remote sensing data. Earth Systems Change over Eastern Europe. 3, 93–128
NOAA, 2016. https://www.noaa.gov/south-pole-last-place-on-earth-to-pass-global-warming-milestone
O’Dell, C. W., Connor, B., Bösch, H., O’Brien, D., Frankenberg, C., Castano, R., Christi, M., Eldering, D., Fisher, B., Gunson, M., McDuffie, J., Miller, C. E., Natraj, V., Oyafuso, F., Polonsky, I., Smyth, M., Taylor, T., Toon, G. C., Wennberg, P. O., and Wunch, D. (2012). The ACOS CO2 retrieval algorithm – Part 1: Description and validation against synthetic observations, Atmos. Meas. Tech., 5, 99–121, doi: https://doi.org/10.5194/amt-5-99-2012
O'Dell, C. W., Eldering, A., Wennberg, P. O., Crisp, D., Gunson, M. R., Fisher, B., Frankenberg, C., Kiel, M., Lindqvist, H., Mandrake, L., Merrelli, A., Natraj, V., Nelson, R. R., Osterman, G. B., Payne, V. H., Taylor, T. E., Wunch, D., Drouin, B. J., Oyafuso, F., Chang, A., McDuffie, J., Smyth, M., Baker, D. F., Basu, S., Chevallier, F., Crowell, S. M. R., Feng, L., Palmer, P. I., Dubey, M., García, O. E., Griffith, D. W. T., Hase, F., Iraci, L. T., Kivi, R., Morino, I., Notholt, J., Ohyama, H., Petri, C., Roehl, C. M., Sha, M. K., Strong, K., Sussmann, R., Te, Y., Uchino, O., and Velazco, V. A. (2018). Improved retrievals of carbon dioxide from Orbiting Carbon Observatory-2 with the version 8 ACOS algorithm, Atmos. Meas. Tech., 11, 6539-6576, https://doi.org/10.5194/amt-11-6539-2018.
Park, W., & Latif, M. (2019). Ensemble global warming simulations with idealized Antarctic melt water input. Climate Dynamics, 52(5-6), 3223-3239. https://doi.org/10.1007/s00382-018-4319-8
Popov, M., Stankevich, S., Kostyuchenko, Y.V., Kozlova, A.A. (2019). Analysis of Local Climate Variations Using Correlation between Satellite Measurements of Methane Emission and Temperature Trends within Physiographic Regions of Ukraine. International Journal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. Vol.4. No.2. P.276-288. https://ijmems.in/assets/23-ijmems-18-277_vol.-4%2c-no.-2%2c-276%e2%80%93288%2c-2019.pdf
Protokol pro okhoronu navkolyshnoho seredovyshcha do Dohovoru pro Antarktyku, 2005: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_645#Text
Schneising O. Three years of greenhouse gas column–averaged dry air mole fractions retrieved from satellite – Part 2: Methane / Schneising O., Buchwitz M., Burrows J. P., H. Bovensmann, P. Bergamaschi and W. Peters // Atmos. Chem. Phys. – 2009. – №9. 443-465 pp. https://acp.copernicus.org/articles/9/443/2009/
South Pacific Nuclear Free Zone Treaty, 1968. https://www.nonproliferation.org/wp-content/uploads/2013/12/nwfz_treaty_rarotonga_south_pacific.pdf
State Institution National Antarctic Scientific Center (NASC of Ukraine). Official website: http://meteodata.uac.gov.ua
The Antarctic Treaty, 1959. https://www.state.gov/antarctic-treaty/
Turner, J., S.R. Colwell, G.J. Marshall, T.A. Lachlan-Cope, A.M. Carelton, P.D. Jones, V. Lagun, P.A. Reid,. Iagovkina S. 2005. Antarctic climate change during the last 50 years. International Journal of Climatology, 25: 279-294. http://aari.aq/publication/climate_change/climate_change.pdf
Turner, J., Gareth J., Marshall,K., Clem,S., Colwell,T., Phillips S., Hua Lu (2019) Antarctic temperature variability and change from station data Internation. Journal of Climatology. https://doi.org/10.1002/joc.6378
VanWessem, J. M., JanVanDeBerg, W., Noël, B. P., VanMeijgaard, E., Amory, C., Birnbaum, G., Ligtenberg, S. R. (2018). Modelling the climate and surface mass balance of polaricesheetsusing RACMO2: Part 2: Antarctica (1979-2016). Cryosphere, 12(4), 1479-1498.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійні умови: автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації на твір, одночасно ліцензований за міжнародною ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, що дозволяє іншим поділитися твором з підтвердженням авторства твору та первинною публікацією в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис у редакцію «Українського журналу дистанційного зондування Землі», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції журналу матеріалу, в т. ч. такі об’єкти авторського права як фотографії автора, рисунки, схеми, таблиці тощо), в тому числі на відтворення у пресі та мережі Інтернет, на поширення, на переклад рукопису на будь-які мови, експорту та імпорту примірників журналу зі статтею авторів з метою розповсюдження, на доведення до загального відома. Зазначені вище права автори передають редакції без обмеження терміну і на території всіх країн світу без обмеження в т. ч. на території України.
Автори гарантують наявність у них виняткових прав на використання переданого редакції матеріалу. Редакція не несе відповідальності перед третіми особами за порушення даних авторами гарантій. За Авторами залишається право використання їх опублікованого матеріалу, його фрагментів і частин в особистих, у тому числи наукових і освітянських цілях. Права на рукопис вважаються переданими Авторами редакції з моменту підписання до друку випуску журналу, в якому він публікується. Передрук матеріалів, опублікованих у журналі, іншими фізичними та юридичними особами можливий тільки зі згоди редакції, з обов’язковим зазначенням випуску журналу, в якому було опубліковано матеріал.
