Высота пограничного слоя атмосферы и его связь с концентрациями PM2.5 в Алматы, Казахстан

7-го июня 2022 года в научном журнале Aerosol and Air Quality Research (Q3 WoS) опубликована статья "Planetary Boundary Layer and its Relationship with PM2.5 Concentrations in Almaty, Kazakhstan", в которой исследователи Турсумбаева М., Керимрай А., Карача Ф. и Пермади Д. проанализировали сезонные вариации высоты пограничного слоя атмосферы и его влияние на концентрации PM2.5.

Высота пограничного слоя (PBLH) является одним из наиболее важных метеорологических факторов, ограничивающих вертикальное смешивание загрязнителей воздуха, включая PM2.5, вблизи поверхности земли.

Данные радиозондирования, использованные в этом исследовании, были получены из Алматинской аэрологической станции. Данные по PM2.5 были получены со станции Посольства США в Алматы (AirNow.gov) с 4 февраля 2020 г. с временным разрешением в 1 час.
В течение годового цикла концентрации PM2,5 в Алматы были самыми высокими в зимние месяцы. В отопительный период (с октября по март) в большинстве дней суточные концентрации не соответствовали суточным нормам, установленным ВОЗ (92,8% дней) и национальным стандартам качества воздуха Казахстана (65,3% дней). В общей сложности, 23,2% дней за этот период характеризовались концентрациями выше 100 мкг/м3.

В зимнее время, увеличение выбросов PM2.5 может быть связано со сжиганием угля на крупных источниках (ТЭЦ) и малых источниках тепла (печках, котлах), что способствует ухудшению качества воздуха. Метеорологические и географические условия также могут способствовать зимним пиковым концентрациям PM2.5.

Результаты анализа PBLH показали, что в течение года самые низкие значения высоты пограничного слоя (393 м) приходились на зимний период, когда концентрации PM2.5 были самыми высокими (94,0 мкг/м3), и наоборот, высоким значения высоты пограничного слоя (1970 м) в летний период соответствовали низкие концентрации PM2.5 (9,9 мкг/м3). Результаты показали четкую отрицательную связь между среднесуточной концентрацией PM2.5 и PBLH в холодное время года (с октября по март).

Рассмотрев самые высокие и низкие концентрации РМ2.5 в холодное полугодие, исследователи пришли к выводу, что самым высоким концентрациям PM2.5 соответствовали более низкие значения PBLH и более низкая средняя скорость ветра в пределах пограничного слоя и, соответственно, более низкий коэффициент вентиляции.

Работы выполнена в рамках грантового проекта Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан (грант № AP09260359).