Атмосферная (молекулярная) спектроскопия в Институте экспериментальной метеорологии ФГБУ НПО «Тайфун».

Лаборатория мониторинга газового и аэрозольного состава атмосферы.

Метод спектрального газоанализа широко используется в настоящее время для мониторинга содержания в воздухе парниковых газов и малых газовых компонент. Это основное направление деятельности лаборатории на протяжении нескольких последних десятилетий. Измерения основаны на регистрации спектров прямого солнечного излучения в ИК-диапазоне длин волн. Такие измерения проводятся на регулярной основе на станциях наблюдений «Иссык-Куль», «Новолазаревская» (Антарктида) и Обнинск. Временной ряд общего содержания углекислого газа в атмосфере над оз. Иссык-Куль показан на Рис. 1.

Рис. 1. Временная зависимость среднемесячных концентраций углекислого газа в толще атмосферы над оз. Иссык-Куль.

Рис. 2. Станция наблюдений «Иссык-Куль».

Рис. 3. Аппаратурный комплекс для регистрации и исследования ИК-спектров поглощения газов.

Эффективность такого метода измерений для станции «Обнинск» невысока из-за малого числа солнечных дней в году. Поэтому с 1998 года проводится мониторинг малых газовых компонент атмосферы в пробах приземного воздуха с помощью аппаратурного комплекса, показанного на Рис. 3. Его основа – это ИК-Фурье спектрометр Перкин-Эльмер 1720Х, согласованный с изготовленной в ИЭМ многоходовой кюветой. Концентрации метана, углекислого газа, закиси азота и окиси углерода определяются по колебательно-вращательным линиям поглощения в основных полосах перечисленных газов. В настоящее время этот устаревший комплекс выведен из эксплуатации, а измерения продолжаются на современном оборудовании, показанном на Рис. 4.

Рис. 4. Инфракрасный Фурье спектрометр ФСМ 2203 с многоходовой газовой кюветой. Изготовитель – компания «Инфраспек» (С.-Петербург). К. ф.-м. н., старший научный сотрудник Е.Л. Баранова.

В качестве примера на Рис. 5 показан временной ход концентрации закиси азота в приземном воздухе в г. Обнинск. Наметившийся в последние годы рост концентрации N₂O превышает уровень статистической ошибки. Причины роста неясны и в настоящее время исследуются.

Рис. 5. Зависимость конценирации закиси азота в приземном воздухе в г. Обнинск.

Рис. 6. Заведующий лабораторией мониторинга газового и аэрозольного состава атмосферы Ю.И. Баранов на защите докторской диссертации. (С.-Петербург, 2014г.)

Заведующий лабораторией мониторинга газового и аэрозольного состава атмосферы, д.ф.-м.н. Юрия Ивановича Баранова