Разработана модель для расчета потока бериллия-7 с дождевыми осадками

Атмосферный аэрозоль — это частицы, находящиеся в атмосфере во взвешенном состоянии. Они могут быть разной природы и происхождения, поэтому их влияние на функционирование экосистем также может отличаться. Из атмосферы аэрозоль выводится в результате двух процессов – «сухой» (при гравитационном осаждении) и «влажной» (при вымывании осадками) очистки.

Из-за того, что аэрозоль бывает растворимым и нерастворимым, измерить, сколько аэрозоля вымывается осадками, довольно сложно. Для этого ученые используют радионуклиды. Они выполняют роль трассеров, то есть веществ, которые помогают отследить траекторию движения частиц аэрозоля. Одним из таких трассеров является бериллий-7 – естественный радионуклид космогенного происхождения с периодом полураспада около 53 суток, который образуется в стратосфере и в верхних слоях тропосферы. Образовавшись, он быстро адсорбируется на атмосферном аэрозоле, и его дальнейший перенос в атмосфере неразрывно связан с этим аэрозолем. 

В своей работе Дмитрий Кремечуцкий впервые представил и проанализировал многолетние синхронизированные по времени ряды наблюдений суточной изменчивости концентрации бериллия-7 в атмосфере, потока бериллия-7 с осадками, а также количества, интенсивности и продолжительности осадков, полученных в Севастопольском регионе. 

В ходе проведенного исследования были выполнены оценки коэффициента насыщения осадков бериллием-7, скорости его удаления осадками и коэффициента вымывания. 

«Результаты корреляционного анализа свидетельствуют о том, что количество осадков оказывает наибольшее влияние на величину потока бериллия-7 и скорости его удаления. В свою очередь, интенсивность осадков в большей степени влияет на коэффициенты насыщения и вымывания, а продолжительность осадков – на концентрацию радионуклида в дождевых осадках. Установленные взаимосвязи между этими величинами были параметризированы. Эти параметризации легли в основу представленных в статье пяти одномерных моделей, позволяющих рассчитывать поток бериллия-7 с осадками. По результатам валидации удалось установить, что модель, в основе которой лежит параметризация скорости вымывания и используются данные о концентрации бериллия-7 в атмосфере и количестве выпавших осадков, описывает наибольший процент данных наблюдений (88%) с наименьшей средней погрешностью (32%) по сравнению с другими моделями, предложенными в работе», – пояснил автор статьи кандидат географических наук старший научный сотрудник отдела биогеохимии моря Морского гидрофизического института РАН Дмитрий Кременчуцкий.

Схематичное описание работы Дмитрия Кременчуцкого. Источник: пресс-служба ФГБУН ФИЦ МГИ

Также ученый отметил, что установленные им закономерности справедливы для всех веществ, распределение которых по размерам аэрозольных частиц аналогично бериллию-7. Это значит, что, заменив в исходных данных концентрацию бериллия-7 на концентрацию другого изучаемого вещества, можно аналогичным образом оценить поток этого вещества с осадками.