КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ МЕГАПОЛИСОВ презентация

наук

Директор, академик РАН БОНДУР В.Г.

Международный Форум
«ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА И ЭКОЛОГИЯ»

КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ МЕГАПОЛИСОВ

агломерациях
Рост промышленного производства, сжигание топлива при растущем энергопотреблении, работа транспорта сопровождаются гигантскими выбросами загрязняющих веществ в атмосферу на урбанизированных территориях
Загрязняющие вещества, претерпевая сложные превращения в атмосфере, распространяются на большие расстояния от их источников (более чем 50 радиусов городской агломерации)
Примеси антропогенного характера, непрерывно пополняющие атмосферу: CО; CО2; SО2; NOx ; О3 и др.
Распространение этих веществ в атмосфере приводит к негативным, а порой и угрожающим последствиям как для атмосферы и окружающей среды в целом, так и для жизни и здоровья населения

Нью-Йорк

Москва

Лондон

аэрозолей и в 25 раз больше загрязняющих газов, чем в среднем по планете;
Активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%;
Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра;
При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры достигают 5-7 С;
Возникают инверсии – благоприятные факторы для накопления примесей, образования дымок и смога;
Рост автомобильного парка приводит к нарастанию загрязнения воздуха и к увеличению специфичных отходов, загрязняющих землю и водоемы токсинами;
Экологически неблагоприятная обстановка наблюдается во всех городах с населением свыше 1 млн. чел., в 60% городов с населением от 500 тыс.чел. до 1 млн.чел.; в 25% городов с населением от 250 тыс.чел. До 500 тыс. чел.
Важнейшей задачей является организация непрерывного мониторинга воздушной среды мегаполисов

том числе Москва – крупнейший мегаполис в Европе.
В 135 городах России высокий уровень загрязнения воздуха.
Более 55% городского населения страны проживает в районах с низким качеством воздуха.

Работа ТЭЦ в крупном городе

Население Московской агломерации > 13,5 млн. чел. Основной источник загрязнения воздуха( 94%) - автомобили (5.5 млн. единиц).

Автомобильная пробка
на Садовом кольце в г. Москве

Москва - Сити

на основе результатов аэрокосмического и наземного мониторинга для уменьшения негативных последствий антропогенных воздействий

О ПРОЕКТЕ МЕГАПОЛИС

МЕГАПОЛИС – российский проект, партнерский европейскому проекту МЕГАПОЛИ ( координатор Датский метеорологический институт)
Российские участники: НИИ «АЭРОКОСМОС»-головной; МГУ им. М.В. Ломоносова ; ИФА РАН; Гидрометцентр России

http://pro-megapolis.ru/ http://megapoli.dmi.dk/index.html

разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» Госконтракт № 02.527.12.0007 Сроки : 2009-2011
МЕГАПОЛИС – партнерский проект европейскому проекту МЕГАПОЛИ, по теме FP7-ENV-2007.: Emissions, urban, regional and Global Atmospheric POLlution and climate effects, and Integrated tools for assessment and mitigation, выполняемого по направлению «Окружающая среда» 7-ой Рамочной программы ЕС

Министерство образования и науки Российской Федерации

http://pro-megapolis.ru/; http://megapoli.dmi.dk/index.html

мониторинга воздушной среды, методического, алгоритмического и программного обеспечения обработки космических и наземных данных
Моделирование метеорологического режима и распространения загрязняющих веществ в атмосфере мегаполисов
Оценка воздействия мегаполисов на образование крупномасштабных загрязнений воздуха и формирование горячих пятен, влияющих на качество воздуха в локальном, региональном и глобальном масштабе с использованием технологий аэрокосмического и наземного мониторинга (на примере г.Москвы)
Оценка загрязнения воздуха в крупных городах на основе результатов мониторинга

Bondur V. Russian-European Partnership Project – MEGAPOLIS, NewsLetters of the FP7 EC MEGAPOLI Project, Issue 4, September 2009 http://megapoli.dmi.dk/nlet/newlet.html

детальность, позволяющая производить локальные, региональные и глобальные исследования процессов и явлений в атмосфере;
возможность получения информации о характеристиках воздушной среды с различным пространственным и временным разрешением, как в горизонтальной плоскости, так и по высоте;
высокая достоверность получаемых данных, особенно при сочетании с наземными измерениями;
широкий набор регистрируемых параметров, характеризующих состояние атмосферы, включая концентрацию загрязняющих веществ и ареалы их распространения

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СИСТЕМ ПРИ ИССЛЕДОВАНИЯХ АТМОСФЕРЫ

Съемка со спутника AURA/OMI
Источник: NASA

и наземного мониторинга, а также результатов моделирования на различных уровнях пространственно-временных масштабов и топологической организации

МЕГАПОЛИС – ИНТЕГРАЦИЯ ДАННЫХ, МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ

Комплекс газоаналитического оборудования
наземных наблюдений лаборатории ИФА РАН

Космические аппараты дистанционного зондирования Земли

OMI (СПУТНИК АУРА)

а) Московская область

б) Москва

(СПУТНИКИ ТЕРРА/АКВА)

Ночь – 11 января 2010 22:20 (1000 гПа)

День – 12 января 2010 11:50 (1000 гПа)

1

2

1

2

Москва

1

2

подстилающей поверхности для Москвы на основе космических изображений различного разрешения и крупномасштабных карт

Высотность застроенной территории
г. Москвы (картографические данные)

Трехмерная модель (3D), полученная по стереосъемке со спутника GeoEye-1

* В.Г.Бондур. Доклад на международном совещании в Хорватии, 2011

крупных городов, который:
- учитывает разнообразие источников загрязнения;
- предоставляет возможность совместного использования наземных и дистанционных данных;
- позволяет выбирать репрезентативный временной диапазон для сбора данных.

В Москве наибольшее влияние на состояние воздуха оказывают PM10 и NO2.
Учет концентраций O3, CO и SO2 и др. не приводит к значительному изменению загрязнения.
Они должны быть учтены при возникновении опасных ситуаций.

Комплексный индекс загрязнения атмосферы,
рассчитанный с учетом приземных концентраций NO2,
O3, PM10 по данным с 18 июня по 18 августа 2010 года.

и Московской агломерации.

Для суммарных углеводородов, озона, диоксида серы, содержания аэрозольных частиц с диаметром менее 10 мкм отсутствуют связи между концентрацией примеси и степенью удаленности от источников загрязнения.

Pm10 зимой ниже, чем в летний период
за счет снежного покрова, препятствующего эмиссии пылевых частиц;
из-за преобладания адвекции из северных регионов, где значения аэрозольной оптический толщины невелики.

Оксиды азота в холодный период разрушаются медленнее за счет меньшей фотохимической активности

Относительная разница в концентрации различных примесей, измеренной в теплый и холодный периоды

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НАД МОСКВОЙ

В МОСКВЕ (ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОДЕЛЯМИ RAMS И CMAQ)

Относительный вклад глобальной атмосферной циркуляции в концентрации СО в Москве в среднем за год составляет
21.2 ± 7.9% (20 – 35% зимой и 10 – 16% летом)

Вклад климатически важных источников СО в наблюдаемые среднемесячные (а) и среднесуточные (б) концентрации СО в г. Москве

(а)

(б)

2010; Бондур. В.Г. Российский космос, №12, 2010; Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

ОНЗ РАН, Том 2, 2010; В.Г.Бондур. Российский космос, №12, 2010; В.Г.Бондур. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

2010

зоны ЛЭП

Магистральные нефтепроводы

Буферные зоны нефтепроводов

Бондур В.Г. Спутники в борьбе с огнем // Российский космос, 2010, № 12

Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

Г.

*В.Г.Бондур. Российский космос, №12, 2010;

Исследования Земли из космоса, №3, 2011

12 ч. 09 мин.

13 ч. 58 мин.

* Бондур. В.Г. Вестник ОНЗ РАН, 2010; Бондур. В.Г. Российский космос, №12, 2010; Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

РАН, 2010; Бондур. В.Г. Российский космос, №12, 2010; Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

СИБИРИ

СИБИРИ

РАН, 2010; Бондур. В.Г. Российский космос, №12, 2010; Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

август 2010 г.

На территории Европейской части России

На территории Московской области

Относительное количество пожаров по месяцам в 2010 г. в Европейской части РФ

Изменения температур в июле 2010 г. по сравнению со средними температурами этого месяца в 2002-2009 гг.

* Бондур. В.Г. Вестник ОНЗ РАН, 2010; Бондур. В.Г. Российский космос, №12, 2010; Бондур. В.Г. Исследования Земли из космоса, №3, 2011

и среднесуточных ПДКсс летом 2010 года в Москве по данным наземных измерений.

* В.Г.Бондур. Вестник ОНЗ РАН, 2010; Исследования Земли из космоса, №3, 2011

Эмиссии СО с 1 июня по 31 августа
2010 г. по данным «АЭРОКОСМОС»

На территории Европейской части России

На территории Московской области

Распределение концентрации СО (спутник AQUA)

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ НА ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ г.МОСКВЫ

индексы

Где q - осредненная по времени (месяц и год), рассчитанная для поста, города или группы городов концентрация i-й примеси

Комплексный суточный индекс загрязнения

И ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

стационарных источников;
медико-демографической оценке территорий;
гигиеническому нормированию атмосферных загрязнений;
образовательно-просветительской деятельности

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ И СМЯГЧЕНИЮ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В МЕГАПОЛИСАХ

Разработанные в рамках проекта МЕГАПОЛИС технологии обеспечивают формирование достоверных данных и комплекса показателей, которые используются для объективной оценки состояния окружающей среды на урбанизированных территориях и разработки обоснованных рекомендаций для ее охраны

результатов проектов МЕГАПОЛИС и МЕГАПОЛИ разрабатываются и уточняются стратегии развития мегаполисов и крупных городских агломераций:

Москвы (Россия);
Лондона (Великобритания);
Парижа (Франция);
Рейн-Рурской территории (Германия);
Милана, Долины реки По, Региона Пьемонт, Эмилие-Романье (Италия)

Москва

Лондон

Париж

Милан

Дортмунд

выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта:

развитие городского общественного транспорта;
эффективное управление дорожным движением, сокращение пробок путем создания интеллектуальной транспортной системы;
ужесточение требований к экологическому классу автомобилей и топлива;
введение экологических зон в городе;
развитие сети велодорожек и др.

Эти меры планируется выполнить при реализации Государственной программы города Москвы «Развитие транспортной системы на 2012-2016 гг.»,

Основным источником загрязнения воздуха в Москве является автотранспорт. Вблизи автотрасс загрязнение воздуха в 1,3-1,5 раза выше, чем на жилых территориях, защищенных от транспортных потоков застройкой

Реализация этих мероприятий позволит:

стабилизировать выбросы загрязняющих веществ автотранспортом на уровне 2010 г.( в размере 1 млн. тонн в год);
снизить среднегодовую концентрацию углеводородов на территориях, прилегающих к автотрассам, с 1,66 мг/м3 в 2010 году до 1,46 мг/м3 в 2016 году;
снизить среднегодовую концентрацию диоксида азота на территориях, прилегающих к автотрассам, с 49 мкг/м3 в 2010 году до 43,8 мкг/м3 в 2016 году.

Государственной программы города Москвы «Охрана окружающей среды», и будут использованы для ее ежегодной актуализации и конкретизации отдельных мероприятий

Результаты проекта «МЕГАПОЛИС» оказывают серьезное влияние на развитие системы мониторинга состояния атмосферного воздуха в крупных городах и служат основой для определения мер по предотвращению и смягчению последствий загрязнения воздуха, улучшения качества жизни, а также образовательно-просветительской деятельности

Уровни воздействия на территории округов Москвы

Заседание Правительства Москвы

факс: 632-11-78 ; E-mail: office@aerocosmos.info;
http://www.aerocosmos.info