Short-period variations in microphysical characteristics of aerosol nanoparticles in the dry steppe zone of southern Russia in summer
Authors: ГУБАНОВА Д.П. , ЧХЕТИАНИ О.Г. , МАКСИМЕНКОВ Л.О. 
Published: July 2024

Активная роль наночастиц аэрозолей в гетерогенных процессах, приводящих к изменению оптических и физико-химических свойств атмосферы, состояния экосистем и климата, вызывает повышенный интерес к изучению механизмов их образования и трансформации. Условия аэрозолеобразования, его географические и сезонные особенности оказывают влияние на микрофизические характеристики высокодисперсного аэрозоля. В настоящей работе анализируются первые результаты полевых наблюдений за микрофизическими характеристиками наночастиц аэрозолей в приземном слое атмосферы сухостепной зоны юга России в летние периоды 2021 и 2022 гг. С учетом синоптико-метеорологических параметров изучены суточные вариации счетной концентрации и распределения по размерам наночастиц трех субфракций (нуклеационной моды, моды Айткена и переходной субфракции). Установлено постоянное наличие ярко выраженной моды Айткена независимо от времени суток и метеорологических условий. Выявлен минимум концентрации частиц нуклеационной моды и моды Айткена в ночные и предутренние часы. Наибольшая скорость генерации нуклеационных частиц характерна для утренних часов, когда интенсифицируются фотохимические процессы, обусловливающие утренний максимум концентрации частиц нуклеационной моды и моды Айткена. В ночные часы наблюдается рост концентрации частиц переходной субфракции. Рассмотрены особенности короткопериодной временной изменчивости характеристик высокодисперсного аэрозоля в сухостепной зоне юга России с учетом общей картины суточной динамики аэрозолеобразования и последующего роста частиц в атмосфере, а также в сравнении с результатами аналогичных наблюдений в других географических районах мира. Настоящая работа направлена на восполнение существующего пробела в экспериментальных данных о наночастицах аэрозолей в европейской части России. Полученные результаты могут быть использованы при исследовании состава атмосферы, а также в химико-транспортных моделях при уточнении вклада аэрозолей в прямой и косвенный радиационный эффект, а также в процессы изменения климата.

The first results of summer field observations of the microphysical characteristics of ultrafine aerosol particles in the near-surface layer of the atmosphere in the dry steppe zone of southern Russia in 2021 and 2022 are considered. Taking into account the synoptic and meteorological conditions, the daily changes in concentration and size distribution of ultrafine aerosols, as well as their short-term variability are studied. The constant presence of Aitken particles is established at any time of the day and under any meteorological conditions. Minimal concentrations of nucleation particles and Aitken particles are detected at night and in the early morning. The highest rate of generation of nucleation particles is typical for the morning hours, when photochemical processes are activated, thus causing the morning maxima of concentrations of nucleation and Aitken particles. During the night hours, an increase in the concentration of transient subfraction particles is observed. The features of the short-period variability of ultrafine aerosols in the dry steppe zone of southern Russia are discussed taking into account the general pattern of daily aerosol generation dynamics and subsequent particle growth in the atmosphere, as well as by comparing with the results of observations of ultrafine aerosols in some other regions of the world.