#ифа_статьи

Как размеры термокарстовых озёр влияют на выбросы метана?
Сотрудники лаборатории парниковых газов ИФА им. А.М. Обухова РАН совместно с коллегами Югорского государственного университета опубликовали статью о том, как размер термокарстового озера влияет на интенсивность выбросов метана в атмосферу.

Существует распространённое представление, что самые маленькие озёра должны выделять больше метана на единицу площади. Однако для исследованных термокарстовых озёр Западной Сибири ситуация оказалась обратной: более крупные озёра продемонстрировали более высокие потоки метана.

🔍 Исследование проводилось летом 2023 года в окрестностях посёлка Тазовский на севере Западной Сибири. Учёные измерили потоки метана на девяти термокарстовых озёрах разных размеров. Измерения выполнялись камерным методом с учётом двух основных путей поступления метана в атмосферу — медленной диффузии через толщу воды и выхода пузырьков газа со дна озера.

Средний поток метана из озёр площадью 0,1–1 км² оказался почти вдвое выше, чем из озёр меньшего размера. Кроме того, в более крупных озёрах наблюдалась более интенсивная пузырьковая эмиссия. Вероятно, это связано с несколькими факторами:

1⃣Глубина озёр и концентрация растворённого кислорода оказались примерно одинаковыми независимо от размера водоёмов. Это означает, что в более крупных озёрах не происходило усиленного окисления метана метанотрофными микроорганизмами, как обычно предполагается для глубоких озёр.

2⃣ В более крупных озёрах температура придонных слоёв воды и донных отложений была выше, а значит, возрастала активность метаногенных микроорганизмов.

3⃣ Крупные озёра, вероятно, характеризуются более высокой продуктивностью водорослей, обеспечивающих микроорганизмы органическим веществом, необходимым для метаногенеза.

4⃣ Ещё один важный фактор — более интенсивное перемешивание воды ветром, способствующее пузырьковой эмиссии.

📌 Результаты исследования показывают, что связь между размером термокарстовых озёр и выбросами метана значительно сложнее, чем считалось ранее. Это особенно важно для прогнозов климатических изменений: в условиях продолжающегося потепления площади термокарстовых озёр в Арктике увеличиваются, а вместе с ними может возрастать и вклад северных экосистем в глобальную эмиссию метана.

🧬 Подробнее читайте на сайте в журнале  Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics: A. F. Sabrekov, G. O. Gavrilov, K. N. Shmonin, N. B. Ustinov, V. S. Kazantsev, L. A. Krivenok, E. A. Tyshova.  How Does the Area of a Thermokarst Lake Influence on Methane Emissions? (A Case Study from the West Siberian Tundra)

График: a) дневные значения потоков метана, измеренные камерным методом; b) диффузионные потоки метана

#ФАО

Доступен очередной номер журнала «Физика атмосферы и океана» (русская версия) - том 62 Nº1 (2026 г.).

В номере:

🔵Исторические и современные тренды содержания кислорода в атмосфере (Гинзбург А.С., Панкратова Н.В., Помелова М.А.)
🔵Ранговый анализ квазидвумерных вихревых течений в замкнутой кубической ячейке (Гузев М.А., Ермаков А.Д., Посудневская А.О., Фортова С.В., Вергелес С.С., Тумачев Д.Д.)
🔵Влияние аномалий в циркуляционных потоках на динамику вихрей во вращающемся круговом бассейне на основе модели уравнений мелкой воды (Гледзер А.Е.)
🔵Групповая структура поверхностных волн в Черном море (Запевалов А.С.)
🔵Влияние пленки естественных примесей на распределение температуры в приповерхностном слое воды (Плаксина Ю.Ю., Родыгин В.И., Пуштаев А.В., Руденко Ю.К., Винниченко Н.А., Уваров А.В.)
🔵Условия формирования положительного длинноволнового баланса у поверхности в холодный период года по измерениям и моделированию: роль температуры, удельной влажности и облачности (Пискунова Д.А., Чубарова Н.Е., Шатунова М.В., Шувалова Ю.О.)
🔵Сравнительный анализ временной изменчивости монооксида углерода и углеродсодержащего аэрозоля вблизи Санкт-Петербурга и в Центральной Сибири (Власенко С.С., Михайлова А.С., Макарова М.В., Михайлов Е.Ф.)
🔵О тенденциях загрязнения атмосферы вследствие дальнего переноса в регионе Кавказские Минеральные Воды в 1980–2050 гг. в условиях изменяющегося климата (Макоско А.А., Матешева А.В.)
🔵Изменчивость приземного электрического поля под влиянием облаков основных форм по данным наблюдений в Томске (Пустовалов К.Н., Нагорский П.М., Оглезнева М.В., Смирнов С.В.)
🔵Долгопериодная изменчивость и предсказуемость волн тепла и холода в Северном полушарии (Вильфанд Р.М., Куликова И.А., Хан В.М., Макарова М.Е.)

➡️Номер доступен по ссылке

#ифа_статьи
⚫⚪Загадки «белого» и «черного» смога: оптические свойства и микроструктура смога

Когда мы слышим слово «смог», то обычно представляем себе грязную, темную пелену над мегаполисом, которая задерживает солнечный свет. Но атмосфера гораздо сложнее, чем кажется. Ученые из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН опубликовали исследование, в котором наглядно показали: зимний (нефотохимический) смог может работать и как идеальное зеркало, и как неожиданная тепловая ловушка. В недавней статье «Microstructure and Absorption Capacity of Aerosol in Nonphotochemical Smog» коллектив авторов — сотрудники Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (ЛОМА) Г.И. Горчаков, О.И. Даценко, А.В. Карпов и Р.А. Гущин — проанализировали данные международной сети радиационного мониторинга AERONET и спутников MODIS за январь 2013 года, когда над Северной Китайской Равниной наблюдался крупномасштабный нефотохимический смог (период экстремального аэрозольного загрязнения).

🇦🇺 Качественные прогнозы погоды и модели изменения климата зависят от одного глобального уравнения: сколько солнечного тепла приходит на Землю и сколько уходит обратно в космос. Главный возмутитель спокойствия здесь — аэрозоль (микроскопические частицы пыли, сажи и капель в воздухе). Если мы не знаем точных оптических свойств этих частиц, климатические модели начинают давать существенные погрешности. Работа ученых ИФА РАН раскрывает физические механизмы двух атмосферных аномалий:
1️⃣«Белый смог» над Пекином — формирование высокоотражающей аэрозольной среды
Обычно зимний смог над мегаполисами образуется без участия солнечного света (в ходе нефотохимических процессов). Из-за каталитической реакции сернистого газа с кислородом в присутствии капель воды и микрочастиц железа и марганца происходит взрывной рост массы сульфатных частиц.
Ученые обнаружили удивительный оптический эффект этого процесса:
🔘Субмикронный масштаб: В воздухе начинает доминировать плотнейшая ультрадисперсная фракция частиц с радиусом всего 0,15–0.25 микрона.
🔘Абсолютное зеркало: На станциях в Пекине и пригороде Синьхэ альбедо однократного рассеяния аэрозоля достигало 0.99. Это означает, что этот плотнейший смог практически не поглощал свет, а работал как гигантское белое зеркало, отражая 99% солнечной радиации обратно в космос, сажи в нем почти не было.
🔘«Коричневый» след: Там, где поглощение все же фиксировалось, доказано присутствие так называемого коричневого углерода — органики, которая избирательно «съедает» ультрафиолетовый и синий спектр излучения.

2️⃣ИК-ловушка над озером Тайху (аномальное поглощение)
Совсем другую картину ученые зафиксировали на юге региона, в районе станции Тайху. Здесь плотность мглы была меньше, но ее физика оказалась аномальной:
🔘Поглощение невидимки: Вместо того чтобы рассеивать свет, аэрозоль начал активно поглощать излучение в ближнем инфракрасном диапазоне (на длине волны 1020 нм мнимая часть показателя преломления резко возрастала, достигая величины 0.107). Такой аэрозоль работает как своеобразное одеяло: он пропускает видимый свет к Земле, но блокирует и поглощает инфракрасное тепловое излучение, сильно нагревая атмосферу.
Такой избирательный «черный» аппетит к ИК-лучам характерен для продуктов горения специфической органики. Ученые связали это с тем, что ветер принес к озеру шлейфы дыма от массового сжигания сельскохозяйственных отходов на фермерских полях.

Исследование ученых ИФА РАН доказывает: нельзя оценивать экологические и климатические последствия смога «на глаз». В зависимости от химического состава (сульфаты из труб заводов или органика от горящей соломы) смог одного и того же региона может либо охлаждать планету, работая белым зеркалом, либо локально подогревать ее, превращаясь в невидимый тепловой радиатор.

📖 Подробнее читайте в статье в журнале Doklady Earth Sciences: Gorchakov, G. I., Datsenko, O. I., Karpov, A. V., & Gushchin, R. A. (2026, May). Microstructure and Absorption Capacity of Aerosol in Nonphotochemical Smog. In Doklady Earth Sciences (Vol. 528, No. 1, p. 6). Moscow: Pleiades Publishing.

#ИФА_конференции

🚩С 29 июня по 3 июля в Новосибирске проходит международная конференция «ENVIROMIS-2026», посвящённая измерениям, моделированию и применению информационных систем для изучения окружающей среды.

ИФА им. А.М. Обухова РАН выступает одним из организаторов конференции, а сотрудники института принимают активное участие в её научной программе.

Представлены доклады по следующим направлениям:
🟣Динамика климата и экстремальные погодно-климатические явления
🟣Климатическое и метеорологическое моделирование
🟣Состав атмосферы, перенос загрязнений и изменения климата: данные измерений, прямое и обратное моделирование
🟣Структура и динамика геофизических пограничных слоёв
🟣Моделирование и мониторинг процессов в деятельном слое суши
🟣Машинное обучение в задачах наук о Земле

Конференция объединяет широкий круг исследователей, работающих в различных областях наук о Земле, и создает площадку для обмена результатами исследований, обсуждения современных методов и укрепления научного сотрудничества.

Желаем всем участникам конференции успешных докладов, интересных дискуссий и плодотворной работы!✨

Фото: сотрудники ИФА - участники конференции.

Поздравляем с присуждением медали Российской академии наук! 🏅

Кандидат физико-математических наук Наталья Викторовна Вазаева, старший научный сотрудник Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, стала лауреатом конкурса РАН для молодых ученых по итогам 2025 года.

🏆Президиум Российской академии наук присудил Наталье Викторовне медаль РАН с премией в области океанологии, физики атмосферы и географии за работу:
«Структуры атмосферного пограничного слоя и их влияние на вынос и перенос аэрозоля и примеси в регулярных и экстремальных погодных условиях».

Исследование посвящено процессам, происходящим в атмосферном пограничном слое – нижней части атмосферы, которая непосредственно взаимодействует с поверхностью Земли. Понимание этих процессов позволяет точнее описывать перенос аэрозолей и загрязняющих примесей, в том числе при экстремальных погодных явлениях.

Поздравляем Наталью Викторовну с заслуженной наградой и желаем новых научных достижений, интересных исследований и дальнейших успехов! ✨

#ФАО

Доступен очередной номер журнала «Физика атмосферы и океана» (русская версия) — том 62 №2 (2026 г.).

В номере:

🔵 Моделирование процессов теплообмена в воздушном потоке, несущем капли над взволнованной водной поверхностью (Дружинин О.А.)
🔵 Прогнозируемые изменения мод атмосферной циркуляции умеренных широт в XXI в. по оценкам модели земной системы ИВМ РАН (Гвоздева А.В., Гущина Д.Ю., Володин Е.М.)
🔵 Внутримесячная изменчивость суточных аномалий приземного давления на территории России по данным наблюдений и реанализа ERA5 (Бабина Е.Д., Семенов В.А.)
🔵 Оценка экстремальности температурно-влажностного режима на территории России в период 1980–2022 гг. (Переведенцев Ю.П., Гурьянов В.В., Мирсаева Н.А., Николаев А.А.)
🔵 Оценка точности расчета атмосферной радиации разными алгоритмами в радиационной модели EcRad для облачных и безоблачных условий (Петров Н.А., Чубарова Н.Е.)
🔵 Метод k-распределения для расчета влияния озона на радиационный баланс в условиях нарушения термодинамического равновесия в диапазоне 500–1150 см⁻¹ (Молчанов А.М., Ежов А.Д.)
🔵 Различия в отклике потоков CO₂ и H₂O на аномальные погодные условия в тропических, умеренных и полярных широтах (Гущина Д.Ю., Горбаренко Е.М., Тарасова М.А., Железнова И.В., Емельянова Е.Р., Гибадуллин Р.Р., Ольчев А.В.)
🔵 Вклад мегаполиса в аэрозольное загрязнение приземного слоя атмосферы в Московской агломерации (Виноградова А.А., Губанова Д.П., Иванова Ю.А.)
🔵 Влияние площади озера на удельный поток метана из термокарстовых озер тундры Западной Сибири (Сабреков А.Ф., Гаврилов Г.О., Шмонин К.Н., Устинов Н.Б., Казанцев В.С., Кривенок Л.А., Тышова Е.А.)

➡️Номер доступен по ссылке

#ифа_статьи
Динамика атмосферного кислорода: от глобальных трендов к качеству воздуха в Москве

🫧 Содержание кислорода в атмосфере в последние столетия, казалось бы, стабильная величина. Однако в мировом научном сообществе есть целые группы, которые подробно изучают динамику содержания кислорода в атмосфере. И причин несколько: 1. Даже небольшие колебания величины содержания кислорода отражают динамику углекислого газа, а значит и изменение баланса углерода. 2. Даже малые изменения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе оказываются весьма чувствительными для людей, особенно во время волн жары, которые учащаются и усиливаются в условиях быстрого изменения климата.

📊 Данные наблюдений с конца 1980-х гг. фиксируют неуклонное снижение концентрации атмосферного кислорода. В глобальном масштабе этот спад незначителен — уменьшение его доли на 1% займет более 600 лет. Основной сток связан со сжиганием ископаемого топлива (преимущественно в Восточной Азии, Индии, Северной Америке и Европе) и масштабными лесными пожарами (в Центральной Африке). При этом на фоновых территориях, удаленных от мегаполисов и очагов горения, уровень кислорода остается стабильно комфортным даже при неблагоприятных синоптических условиях, и в ближайшие десятилетия эта картина существенно не изменится.

🌇 С медицинской точки зрения критически важна объемная концентрация кислорода — количество его молекул, поступающих в легкие при каждом вдохе. На этот показатель влияет не только долгопериодный сток кислорода, обусловленный сжиганием ископаемого топлива, но и гидротермический режим атмосферы. При повышении температуры интенсивность испарения возрастает, рост содержания влаги в воздухе приводит к физическому вытеснению других газов, снижая объемную долю азота и кислорода в единице объема. Наиболее отчетливо этот эффект проявляется в условиях крупных городов, где термический режим и высокая антропогенная нагрузка приводят к падению содержания кислорода до неблагоприятного уровня.

📍 Измерения концентрации кислорода проводятся и в Москве. Они начались в еще в начале XXI в., а с середины 2016 г. ведутся регулярные измерения на трех автоматических станциях контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) ГПБУ “Мосэкомониторинг”, а именно МАДИ, Черемушки и Туристская, которые расположены в разных районах города как вблизи автомагистралей, так и на территории жилой застройки. Среднее за 5 лет наблюдений измеренное значение концентрации кислорода в приземном воздухе Москвы составляет 20.70 ± 0.12%. Содержание кислорода в приземном воздухе максимально в холодные месяцы и минимально – в теплые, что отражает сезонный ход температуры воздуха.

Концентрацию кислорода можно не только измерять, но рассчитывать, например, в зависимости от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха. Однако такой расчет дает надежные результаты только в холодный период. Летом, в вегетационный сезон, корреляция между расчетами и наблюдениями почти отсутствует из-за неучтенных потоков кислорода на границе «поверхность — атмосфера» (влияние почвы и растительности). В результате расчетные методы не фиксируют реальное летнее снижение содержания кислорода в приземном воздухе городов до неблагоприятного с медицинской точки зрения уровня, что подтверждает необходимость прямого инструментального мониторинга.

Подробнее об измерениях и изменчивости содержания кислорода в атмосфере можно прочитать в следующих статьях сотрудников ИФА и Мосэкомониторинга:
➡️Содержание кислорода в атмосфере крупных городов и проблемы дыхания // Геофизические процессы и биосфера
➡️Изменения содержания кислорода в городском воздухе под воздействием природных и антропогенных факторов // Известия РАН. Физика атмосферы и океана
➡️Исторические и современные тренды содержания кислорода в атмосфере // Известия РАН. Физика атмосферы и океана

🌡 Жара и кондиционеры: действительно ли они делают города еще теплее?

Этим летом в мировых СМИ активно обсуждают влияние кондиционеров на городскую жару. Поводом стали не только рекордные температуры в Европе и США, но и Чемпионат мира по футболу, часть матчей которого проходит при температуре выше +30°C или на стадионах с кондиционированным воздухом.

Кондиционеры сами по себе не «создают» тепло, а переносят его из помещений на улицу. Кроме того, для их работы требуется большое количество электроэнергии, которая в конечном итоге также превращается в тепло. Поэтому работа систем кондиционирования увеличивает антропогенный поток тепла – тепло, поступающее в атмосферу в результате деятельности человека.

Как это влияет на климат города? Ответ связан с обратными связями между энергопотреблением и температурой воздуха. Эти механизмы подробно рассмотрены в обзоре сотрудников ИФА РАН Александра Гинзбурга и Павла Демченко, опубликованном еще в 2019 году. На рисунке показано, почему влияние энергопотребления зимой и летом принципиально различается.

🔵Зимой при понижении температуры возрастает расход энергии на отопление. Часть этого тепла поступает в окружающую среду, немного компенсируя охлаждение. Такая связь считается отрицательной (стабилизирующей).
🟠Летом, наоборот, чем жарче на улице, тем активнее работают кондиционеры. Они сбрасывают тепло наружу, из-за чего воздух в городе нагревается еще сильнее. Возникает положительная (дестабилизирующая) обратная связь: жара → больше кондиционеров → больше тепла на улице → еще сильнее жара.

По данным, приведенным в обзоре, массовое использование кондиционеров способно повысить температуру воздуха в крупных городах примерно на 0,5–1°C, а в отдельных районах и при высокой плотности застройки – до 2°C, особенно в ночные часы.

🗣Подробнее в статье: Гинзбург А.С., Демченко П.Ф. Антропогенные мезо-метеорологические обратные связи: обзор современных исследований // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 6.

☁🫧 Почему серебристые облака светятся? 

В последние недели жители Москвы всё чаще замечают в ночном небе необычное явление – серебристые облака. Они появляются после заката или перед рассветом и кажутся светящимися на фоне тёмного неба.

Несмотря на название, это совсем не те облака, которые мы привыкли видеть днём. Серебристые облака образуются в мезосфере на высоте около 80–85 километров и при температурах ниже −120°C, когда водяной пар оседает на мельчайших частицах пыли, формируя кристаллики льда.

✨Секрет их необычного свечения заключается в том, что серебристые облака находятся настолько высоко, что продолжают освещаться Солнцем даже тогда, когда для наблюдателя оно уже скрылось за горизонтом. В это время нижние слои атмосферы находятся в тени Земли, поэтому обычные облака становятся невидимыми, а серебристые, наоборот, ярко выделяются на фоне тёмного неба. Именно поэтому создаётся впечатление, будто они светятся сами, хотя на самом деле мы видим отражённый ими солнечный свет.

Лучше всего серебристые облака видны летом в северной части неба. Их легко узнать по тонким светящимся волнистым полосам и характерному серебристо-голубому оттенку.

Фото: Репина И.А.

#ИФА_70

Мы продолжаем освещать ключевые фигуры в истории ИФА им. А.М. Обухова РАН. Этот материал посвящен Валерьяну Ильичу Татарскому (1929–2020) — члену-корреспонденту АН СССР, физику-радиофизику, одному из мировых лидеров в теории распространения волн в случайно-неоднородных средах. В.И. Татарский — автор фундаментальных работ по адаптивной оптике, квантовой статистике фотоотсчётов, теории турбулентности, вигнеровским распределениям, математической и статистической физике.

В.И. Татарский в 1952 году окончил физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, защитив дипломную работу по теме распространения звука в турбулентной атмосфере под руководством профессора С.М. Рытова. Работал в лаборатории турбулентности Геофизического института АН СССР, а позднее в Институте физики атмосферы АН СССР. Исследовал распространение и рассеяние звуковых, а позже и электромагнитных волн в турбулентной атмосфере. Развивал теоретические оценки А.М. Обухова (под руководством которого в 1956 году защитил кандидатскую диссертацию). Много лет возглавлял лабораторию и отдел в ИФА АН СССР, а с 1990 года заведовал отделом в ФИАН им. П.Н. Лебедева.

💡Ключевые научные результаты
➖Метод плавных возмущений и «формулы Татарского»: В рамках метода плавных возмущений вывел аналитические выражения для пространственных спектров флуктуаций амплитуды и фазы волны, получивших название «формул Татарского».
➖Статистика волн и марковские процессы: Получил основные статистические характеристики волн, распространяющихся в турбулентных средах с колмогоровским спектром, и разработал марковское приближение для задачи о волнах в случайных средах.
➖Усиление обратного рассеяния: Теоретически предсказал явление усиления обратного рассеяния.
➖Математический аппарат: Ввёл в теорию диаграммную технику, предложил функциональный подход и впервые применил аппарат фейнмановских континуальных интегралов.
➖Оптика и зондирование: Интерпретировал эксперименты по хроматическому мерцанию звёзд и планет, исследовал влияние турбулентности на лазерные пучки и заложил теоретические основы акустического и радиоакустического зондирования атмосферы.

Экспериментальные исследования
➖Валерьян Ильич самостоятельно сконструировал и изготовил автоматизированную систему статистической обработки флуктуаций поля температуры атмосферы.
➖На борту свободного аэростата провёл уникальный эксперимент, измерив параметры атмосферной турбулентности на 700-километровой трассе.

💣 Прикладное значение и технологии
Математический метод приближения диффузионного случайного процесса (опубликованный В.И. Татарским в «Успехах физических наук» в 1973 г.) лёг в основу современных алгоритмов, используемых в спутниковых навигационных системах GPS и ГЛОНАСС для моделирования и коррекции ионосферных задержек и флуктуаций сигнала.

📚 Научное наследие и международное признание
Книги «Распространение волн в турбулентной атмосфере» (1967), «Статистические явления при дифракции волн» (1975, соавт. Ю.А. Кравцов) и двухтомный курс «Введение в статистическую радиофизику» (1978, соавт. С.М. Рытов, Ю.А. Кравцов) стали классическими руководствами для исследователей во всем мире.

Валерьян Ильич – член-корреспондент АН СССР (1976), лауреат Государственной премии СССР (1990), почётный член Американского оптического общества (OSA), член Национальной инженерной академии США (1994) и лауреат премии Макса Борна (1994) — «за выдающийся вклад в теорию распространения волн в случайных средах и фундаментальный вклад в область статистической и квантовой оптики». С 1991 года работал в США (NOAA, CIRES / Университет Колорадо, Zel Technologies, Radio-Hydro-Physics), продолжая активные исследования в области радиогидрофизики.

📖 Основные монографии:
🔷Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. — М.: Наука, 1967.
🔷Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Статистические явления при дифракции волн. — М.: Наука, 1975.
🔷Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. II. Случайные поля. — М.: Наука, 1978.