Годовой ход и межгодовая изменчивость полного содержания CO2 и CH4 для юга Западной Сибири по данным спутников GOSAT и GOSAT-2

Егор Юрьевич Мордвин,Дмитрий Сергеевич Сергиенко,Анатолий Алексеевич Лагутин

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Годовой ход и межгодовая изменчивость полного содержания CO2 и CH4 для юга Западной Сибири по данным спутников GOSAT и GOSAT-2

Е. Ю. Мордвин,

Д. С. Сергиенко,

А. А. Лагутин

2025-12-15

https://doi.org/10.24108/preprints-3114092

В работе представлены результаты исследования межгодовой изменчивости и сезонной динамики полного содержания диоксида углерода (XCO2) и метана (XCH4) в атмосфере юга Западной Сибири (48°–53° с.ш., 60°–90° в.д.) для периода 2009–2024 гг. Информационной основой исследования являются данные Фурье-интерферометра TANSO-FTS, установленного на спутниках GOSAT и GOSAT-2 Японского агентства аэрокосмических исследований. В результате анализа спутниковых данных установлены линейные тренды, показывающие рост содержания обоих газов и демонстрирующие хорошее согласие с глобальными фоновыми оценками. Показано наличие сезонных циклов XCO2 и XCH4, имеющих противоположные фазы, что обусловлено особенностями динамики биосферных и физико-химических процессов. Полное содержание CH4 в годовом цикле имеет выраженный минимум в апреле-мае и максимум в летние месяцы. Максимум содержания CO2 установлен в марте-апреле, а минимум приходится на конец лета, начало осени. Показано хорошее согласие полученных результатов с независимыми спутниковыми измерениями (OCO-2, TROPOMI), а также с результатами глобальной химической транспортной модели GEOS-Chem. Главный вывод работы заключается в том, что несмотря на отсутствие наблюдений в зимний период, данные GOSAT/GOSAT-2 являются важным дополнительным источником информации в исследованиях сезонной и межгодовой динамики парниковых газов в атмосфере юга Западной Сибири.

Ссылка для цитирования:

Мордвин Е. Ю., Сергиенко Д. С., Лагутин А. А. 2025. Годовой ход и межгодовая изменчивость полного содержания CO2 и CH4 для юга Западной Сибири по данным спутников GOSAT и GOSAT-2. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3114092

Список литературы

1. Friedlingstein P., Jones M. W., O'Sullivan M. et al. Global Carbon Budget 2021 // Earth System Science Data. 2022. Vol. 14. P. 1917–2005. DOI:10.5194/essd-14-1917-2022.

2. 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., Zhai P., Pirani A. et al. Cambridge: Cambridge University Press. 2021. P. 3-32. DOI: 10.1017/9781009157896.001.

3. Bohn T. J., Melton J. R., Ito A. et al. WETCHIMP-WSL: intercomparison of wetland methane emissions models over West Siberia // Biogeosciences. 2015. Vol. 12. P. 3321–3349. DOI: 10.5194/bg-12-3321-2015.

4. Yokota T., Yoshida Y., Eguchi N. et al. Global Concentrations of CO₂ and CH₄ Retrieved from GOSAT: First Preliminary Results // SOLA. 2009. Vol. 5. P. 160–163. DOI:10.2151/sola.2009-041.

5. Imasu R., Matsunaga T., Nakajima M. et al. Greenhouse gases Observing SATellite 2 (GOSAT-2): mission overview // Progress in Earth and Planetary Science. 2023. Vol. 10, No. 1. DOI:10.1186/s40645-023-00562-2.

6. Butz A., Galli A., Hasekamp O. et al. TROPOMI aboard Sentinel-5 CH₄ retrievals for aerosol and Precursor: Prospective performance of cirrus loaded atmospheres // Remote Sensing of Environment. 2012. Vol. 120. P. 267–276.

7. Frankenberg C., Pollock R., Lee R. A. M. et al. The Orbiting Carbon Observatory (OCO-2): spectrometer performance evaluation using pre-launch direct sun measurements // Atmospheric Measurement Techniques. 2015. Vol. 8, No. 1. P. 301–313. DOI:10.5194/amt-8-301-2015.

8. Greenhouse gases observing satellite GOSAT "IBUKI" [Электронный ресурс]. URL: https://data2.gosat.nies.go.jp (дата обращения: 01.12.2025).

9. GOSAT-2 Project Site | Satellite Observation Center | NIES, Japan [Электронный ресурс]. URL: https://prdct.gosat-2.nies.go.jp (дата обращения: 01.12.2025).

10. GOSAT-2 TANSO-FTS-2 SWIR L2 Column-averaged Dry-air Mole Fraction Product: Product File Format Descriptions (Ver. 04, Vol. 5). National Institute for Environmental Studies (NIES). Tsukuba : NIES, 2025.

11. Jacobs N., Simpson W. R., Graham K. A. et al. Spatial distributions of XCO₂ seasonal cycle amplitude and phase over northern high-latitude regions // Atmospheric Chemistry and Physics. 2021. Vol. 21, No. 22. P. 16661–16687. DOI:10.5194/acp-21-16661-2021.

12. Bey I., Jacob D. J., Yantosca R. M. et al. Global modeling of tropospheric chemistry with assimilated meteorology: Model description and evaluation // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2001. Vol. 106, No. D19. P. 23073–23095. DOI:10.1029/2001JD000807.

13. Bukosa B., Fisher J. A., Deutscher N. M., Jones D. B. A. A Coupled CH₄, CO and CO₂ Simulation for Improved Chemical Source Modeling // Atmosphere. 2023. Vol. 14, No. 5. Article 764. DOI:10.3390/atmos14050764.

14. Kataoka F., Crisp D., Taylor T. E. et al. The Cross-Calibration of Spectral Radiances and Cross-Validation of CO₂ Estimates from GOSAT and OCO-2 // Remote Sensing. 2017. Vol. 9, No. 11. Article 1158. DOI:10.3390/rs9111158.

15. Trends in globally-averaged CH₄, N₂O, and SF₆ determined from NOAA Global Monitoring Laboratory measurements [Data set]. X. Lan, K. W. Thoning, E. J. Dlugokencky; NOAA Global Monitoring Laboratory. Version 2025-09. DOI:10.15138/P8XG-AA10.

16. NOAA Greenhouse Gas Marine Boundary Layer Reference — CO₂ [Data set]. X. Lan, P. Tans, K. Thoning et al.; NOAA Global Monitoring Laboratory. 2024. DOI:10.15138/DVNP-F961.

17. Lagutin A. A., Volkov N. V., Mordvin E. Yu. Methane emission from the Western Siberia's wetland ecosystems in 2000–2050 // Acta Biologica Sibirica. 2024. Vol. 10. P. 171–188. DOI:10.5281/zenodo.10920669.

18. Lagutin A. A., Mordvin E. Y., Volkov N. V. Regression model for reconstruction of the total methane content according to the data from AIRS hyperspectrometer and chemical transport model MOZART-4 // Proceedings of SPIE. 2023. Vol. 12780 (29th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics). Article 1278062. DOI:10.1117/12.2690784.

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ

Использование куки-файлов