Везде

RAS Earth ScienceГеохимия Geochemistry International

  • ISSN (Print) 0016-7525
  • ISSN (Online) 3034-4956

Geochemical Markers of Stagnant Zones in an Urban Heat Island

You can
PII
10.31857/S0016752523010089-1
DOI
10.31857/S0016752523010089
Publication type
Status
Published
Authors
M. P. Tentyukov
  • Affiliation: Institute of Chemistry of Komi Science Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume 68 / Issue number 1
Pages
90-104
Abstract
The paper presents data acquired by a comparative study of the vertical variability in the chemical composition and ratios of aerosol subdisperse fractions in snow layers chronologically correlated with the stratigraphically significant snowfall periods. These data highlight features of the concentrating of trace elements at reactive (geochemical) barriers in the snow profile. The ratio of three geochemically close groups of elements, such as siderophile, sulfophile, and lithophile elements, were found out to vary relatively little from one snow layer to another in the growing snow cover. Trajectory analysis of the transfer of air masses to which stratigraphically significant snowfalls were related to the observation site provides no evidence that the identified geochemical phenomenon can be explained by that the winter aerosol field that was formed above an urban area with different trajectories of air masses can be somehow inherited in the snow layers of the growing snow cover and thus affect the vertical distributions of trace elements. Evidence indicates that that the ratios of assemblages of trace elements in the discrete snow layers, which remain stable with the growth of the snow mass, can be employed as geochemical markers of stagnant zones in an urban heat island, and the method of geochemical sampling of a snow cover in its discrete layers at a rare network of urban meteorological observation sites is an efficient additional tool for studying microscale atmospheric processes and recovering information on characteristics of the transfer of pollutants in a spatially limited urban area.
Keywords
аэрозоли динамическое рассеяние света геохимические барьеры городской остров тепла загрязнение атмосферы изморозь снежный покров элементы-примеси дальний перенос примесей траекторный анализ
Date of publication
01.01.2023
Year of publication
2023
Number of purchasers
0
Views
41

References

  1. 1. Геохимия окружающей среды. (1990) М.: Недра, 335 с.
  2. 2. Глазунов А.В. (2014) Численное моделирование устойчивостратифицированных турбулентных течений над поверхностью городского типа. Спектры и масштабы, параметризация профилей температуры и скорости. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 50(4), 406-410.
  3. 3. Глинка Н.Л. (1987) Общая химия: учеб. пособие для вузов. Л.: Химия, 704 с.
  4. 4. Гуртовая Е.Е. (1961) Некоторые вопросы температурного режима снежного покрова. Роль снежного покрова в природных процессах. М.: Изд-во АН СССР, 121-131.
  5. 5. Ивлев Л.С. (2011) Аэрозольное воздействие на климатические процессы. Оптика атмосферы и океана. 24(5), 392-410.
  6. 6. Ивлев Л.С., Довгалюк Ю.А. (1999) Физика атмосферных аэрозольных систем. СПб.: НИИХ СПбГУ, 258 с.
  7. 7. Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. (2016) Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М.: АПР, 276 с.
  8. 8. Коломыц Э.Г. (2013) Теория эволюции в структурном снеговедении. М.: Геос, 482 с.
  9. 9. Кузьмин П.П. (1957) Физические свойства снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 179 с.
  10. 10. Московченко Д.В., Пожитков Р.Ю., Соромотин А.В. (2021) Геохимическая характеристика снежного покрова г. Тобольск. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 332(5), 156-169.
  11. 11. Патент 2411487 Российская Федерация, МПК8 G01N1/04 (2006.01). (2011) Снегоотборник Тентюкова / Тентюков М.П.; заявитель и патентообладатель Институт биологии Коми НЦ УрО РАН – № 2009131266/05; заявл. 17.08.2009; опубл. 10.02.2011; Бюл. № 4. 10 с. URL: https://ib.komisc.ru/files/innov/2411487.pdf. (дата обращения 19.02.2022).
  12. 12. Патент на промышленный образец 89907 Российская Федерация, МКПО10 10-04. (2014) Устройство для измерения высоты снежного покрова и прироста инея / Тентюков М.П.; заявитель и патентообладатель Институт биологии Коми НЦ УрО РАН – № 2012503457; заявл. 01.10.2012; опубл. 16.09.2014. Бюл. № 9. 2 с. URL:https://ib.komisc.ru/files/innov/89907.pdf. (дата обращения 19.02.2022).
  13. 13. Перельман А.И., Касимов Н.С. (1999) Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 768 с.
  14. 14. Рихтер Г.Д. (1948) Роль снежного покрова в физико-географическом процессе. Труды Института географии АН СССР. 40. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 171 с.
  15. 15. Тентюков М.П. (2021) Визуализация структурно-текстурных изменений в новообразующемся снежном слое при длительном снегопаде. Лед и снег. 61(2), 222-231.
  16. 16. Фирц Ш., Армстронг Р.Л., Дюран И., Этхеви П., Грин И., МакКланг Д.М., Нишимура К., Сатьявали П.К., Сократов С.А. (2012) Международная классификация для сезонно-выпадающего снега (руководство к описанию снежной толщи и снежного покрова). Материалы гляциологических исследований. (2), 80 с.
  17. 17. Экогеохимия городских ландшафтов (1995) (Под. ред. Н.С. Касимова). М.: Изд-во Моск. ун-та,. 336 с.
  18. 18. Anderson W., Li Q., Bou-Zeid E. (2015) Numerical simulation of flow over urban-like topographies and evaluation of turbulence temporal attributes. J. Turbul. 16(9), 809-831.
  19. 19. Atlaskin E., Vihma T. (2012) Evaluation of NWP results for wintertime nocturnal boundary-layer temperatures over Europe and Finland. Q.J.R. Meteorol. Soc. 138(667), 1440-1451. https://doi.org/10.1002/qj.1885
  20. 20. Draxler R.R., Hess G.D. (1998) An overview of the HYSPL-IT_4 modeling system of trajectories, dispersion, and deposition. Aust. Meteor. Mag. 47, 295-308.
  21. 21. Hsu Y.-K., Holsen T., Hopke P. (2003) Comparison of hybrid receptor models to locate PCB sources in Chicago. Atmos. Environ. 37, 545-562.
  22. 22. Kistler R., Kalnay E., Collins W.G., Saha S., White G., Woollen J., Chelliah M., Ebisuzaki W., Kanamitsu M., Kousky V., van den Dool H., Jenne R., Fiorino M. (2001) The NCEP–NCAR 50-year reanalysis: Monthly means CD-ROM and documentation. Bull. Am. Meteorol. Soc. 82(2), 247-268.
  23. 23. Li X.X., Britter R., Norford L.K. (2016) Effect of stable stratification on dispersion within urban street canyons: A large-eddy simulation. Atmos. Environ. 144, 47-59.
  24. 24. Mahowald N.M., Kloster S., Engelstaedter S., Moore J.K., Mukhopadhyay S., McConnell J.R., Albani S., Doney S.C., Bhattacharya A., Curran M.A.J., Flanner M.G., Hoffman F.M., Lawrence D.M., Lindsay K., Mayewski P.A., Neff J., Rothenberg D., Thomas E., Thornton P.E., Zender C.S. (2010) Observed 20th century desert dust variability: impact on climate and biogeochemistry. Atmos. Chem. Phys. 10(22), 10875-10893.
  25. 25. Nygård T., Valkonen T., Vihma T. (2014) Characteristics of Arctic low-tropospheric humidity inversions based on radio soundings. Atmos. Chem. Phys. 14, 1959-1971. https://doi.org/10.5194/acp-14-1959-2014
  26. 26. Pinzer B. R., Schneebeli M., Kaempfer T.U. (2012) Vapor flux and recrystallization during dry snow metamorphism under a steady temperature gradient as observed by time-lapse micro-tomography. Cryos. 6(5), 1141-1155.
  27. 27. Sadique J., Yang X.I.A., Meneveau C., Mittal R. (2017) Aerodynamic properties of rough surfaces with high aspect-ratio roughness elements: effect of aspect ratio and arrangements. Bound.-Layer Meteorol. 163(2), 203-224.
  28. 28. Shukurov K.A., Borovski A.N., Postylyakov O.V., Dzhola A.V., Grechko E.I., Kanaya Y. (2018) Potential sources of tropospheric nitrogen dioxide for western Moscow region, Russia. Proc. SPIE. 10833, 108337N.
  29. 29. Shukurov K.A., Chkhetiani O.G. (2017) Probability of transport of air parcels from the arid lands in the Southern Russia to Moscow region. Proc. SPIE. 10466, 104663V.
  30. 30. Sokratov S.A. (2001) Parameters influencing the recrystallization rate of snow. C. R. Sci. Techn. 33(2–3), 263-274.
  31. 31. Sokratov S.A., Maeno N. (2000) Effective water vapor diffusion coefficient of snow under a temperature gradient. Water Resour. Res. 36, 1269-1276.
  32. 32. Wetzel C., Brümmer B. (2011) An Arctic inversion climatology based on the European Centre Reanalysis ERA-40. Meteorol. Zeitschrift. 20(6), 589-600.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library