Средне-Енисейский стационар (Обсерватория ZOTTO)

Средне-Енисейский стационар ИЛ СО РАН (Обсерватория ZOTTO), год создания: 2005. Научный координатор стационара: Панов Алексей Васильевич, к.б.н., м.н.с. лаборатории биогеохимических циклов в лесных экосистемах. Контактный адрес: 660036 г. Красноярск, Академгородок, 50 стр. 28. тел.: (391) 249-44-47, тел./факс: (391) 243-36-86, e-mail: alexey.v.panov@gmail.com Местонахождение стационара и социально-бытовые условия: Адрес стационара: Красноярский край, Туруханский район, 25 км. западнее п. Зотино. Географические координаты: 60°26′ с.ш., 89°24′ в.д. Картографическая схема: Занимаемая площадь: земельный участок, занятый стационаром, равен 40,5 га; расположен в участковом Вороговском лесничестве КГУ Борского лесничества Туруханского административного района. Транспортные коммуникации: доступ к самому стационару и к объектам исследований осуществляется по грунтовым дорогам местного значения. На стационаре имеются: жилой дом который может быть использован для круглогодичного комфортабельного проживания 7 человек; летнее строение, предназначенное для проживания в летнее время 6-8 человек, 3 гостевых домика и древесно-панельный вагончик для размещения 8 человек. Имеются баня; летний душ; складские помещения для хранения имущества, инвентаря и приборов. Стационар обеспечен дизельной электростанцией, спутниковой телефонной связью и водоснабжением (из скважины). Направления исследований, проводимых на стационаре: 1. Круглогодичный мониторинг концентраций CO2, CH4, CO, NO, NO2 и O3 в приземном слое атмосферы; 2. Мониторинг общего содержания СО и NO2 в вертикальном столбе атмосферы; 3. Оценка изотопного состава основных парниковых газов (13C/12C/14C,15N/14N, 18O/16O); 4. Оценка потоков углерода в ключевых экосистемах района исследований; 5. Изучение физико-химических свойств аэрозолей и физических свойств атмосферы для оценки и выявления источников эмиссий аэрозоля в фоновых условиях (в том числе для выявления антропогенных и пожарных эмиссий); 6. Изучение метеорологической обстановки в районе исследований; 7. Оценка преимущественного происхождения и процессов переноса воздушных масс в районе исследований; 8. Круглогодичная оценка выноса органического вещества из лесоболотных комплексов в гидрографическую сеть. Стационар используется при проведении «Комплексной лесобиологической экспедиции по Енисейскому меридиану». Лабораторно-производственные помещения: Основой инфраструктуры обсерватории является металлическая мачта высотой 300 м. Высота мачты позволяет исследовать относительно однородную часть атмосферы - пограничный слой, что дает возможность оценки поверхностных потоков следовых газов, интегрированных над огромной территорией, и позволяет избежать «шума», вызванного локальными флуктуациями, обусловленными процессами фотосинтеза и дыхания экосистем. Комплексные атмосферные измерения и отбор проб воздуха проводятся в исследовательской лаборатории, расположенной у основания высотной мачты и оснащенной современным измерительным оборудованием. Технический подход для измерения компонентов воздуха включает использование непрерывно работающих анализаторов, в основу которых заложены различные принципы (хемилюминесцентный, фотометрический, инфракрасной спектрометрии). На мачте, на разных высотах, расположены метеорологические датчики и ряд воздухозаборников, соединенных системой трубопроводов с анализаторами лаборатории. Приборное оснащение: На базе обсерватории «ЗОТТО» осуществляется круглогодичный оперативный мониторинг широкого спектра приземных концентраций парниковых газов, аэрозольных характеристик атмосферы и метеорологических параметров с использованием уникального комплекса научного оборудования, включающего: Анализатор угарного газа - Aerolaser; Анализатор угарного газа APMA-370; Фотометр PSAP; Интегрирующий нефелометр TSI 3563; Счетчик конденсированных частиц TSI 3760A; Счетчик конденсированных частиц TSI 3772; Анализатор CO2, CH4 и H2O EnviroSense 3000i; Фотометрический анализатор озона DASIBI 1008-AH 4564; Хемилюминесцентный анализатор NO, NO2 и NOх TE42C-TL; Спектрометр MS-260i; Пробоотборник образцов атмосферного аэрозоля для анализа химического состава; Система отбора образцов воздуха; Комплекс метеорологического оборудования. Ключевые исследования в обсерватории включают в себя: измерения концентраций O3, NO, NO2 у подножия мачты (27 м), оценку общего содержания и распределения NO2 в вертикальном столбе атмосферы (до 45 км), измерения концентраций CO2, CH4 и CO в приземном слое атмосферы (до 300м), мониторинг метеорологической обстановки. Дополнительно, осуществляется отбор проб атмосферного воздуха для анализа изотопного состава основных парниковых газов (13C/12C/14C, 15N/14N, 18O/16O), с целью изучения механизмов образования парниковых газов в районе исследований. Дополнительно, с целью расширения спектра измерений, в районе исследований (1 - 4 км от станции высотной мачты в северном направлении) в июне-сентябре 2011 установлены две внешние измерительные системы для оценки поверхностных потоков углерода в ключевых типах экосистем (в сосняке лишайниковом и на верховом болоте). Измерительные системы установлены - 30 м и 10 м алюминиевых мачтах и оснащены комплексом метеорологического и газоаналитического оборудования, включающих: Газоанализатор СО2 и водяного пара Li-7210; Анализатор метана, СО2 и водяного пара Picarro G 2301-f; ИК газовый датчик для СО2 GMP343; Комплекс метеорологического оборудования. Для проведения экспедиционных работ на стационаре имеется: автотранспорт (ГАЗ-66); надувные лодки, палатки, спальные мешки и др. полевое оборудование для проведения ботанических, зоологических и лесоводственных исследований. Участие в выполнении проектов фундаментальных исследований СО РАН, РАН, международных и общероссийских программах: • Проект МНТЦ № 2757, координируемый Институтом леса им. В.Н. Сукачева (м.н.с., к.б.н. А. В. Панов), в рамках которого реализуются весь спектр атмосферных исследований на обсерватории. • Совместный проект РФФИ и Центра национальных научных исследований (Франция) № 08-05-92502, координируемый Институтом леса им. В.Н. Сукачева (с.н.с., к.б.н. А. С. Прокушкин), в рамках которого проводится круглогодичная оценка выноса органического вещества из лесоболотных комплексов в гидрографическую сеть. • Проект СО РАН № 32 «Принципы экосистемного управления лесами Сибири» в рамках Программы Президиума РАН № 27 «Биологическое разнообразие». Координатор Программы: ак. Павлов Д.С. Руководитель Проекта: д.б.н. Онучин А.А. • Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 50 «Модели изменения биосферы на основе баланса углерода (по натурным и спутниковым данным и с учетом вклада бореальных экосистем)». СО РАН: ИБФ, ИВМ, ИВТ, ИГСО, ИЛ, ИМКЭС, ИПА, ИУУ, ИЦиГ, ЦСБС; СФУ, НГУ. Координаторы: ак. Ваганов Е.А., ИЛ СО РАН; чл.-к. Федотов А.М., ИВТ СО РАН. • РФФИ № 10-04-00337 «Биогеохимическая роль крупных древесных остатков в лесных экосистемах Центральной Сибири» • РФФИ № 10-05-92513-ИК «Глобальное изменение климата и экспорт углерода реками Средней Сибири: роль растительного покрова, почв и многолетней мерзлоты» Значимые научные достижения, полученные с использованием наблюдений, проводимых на стационаре: Определены количественные и качественные характеристики аэрозолей, показана их пространственно-временная изменчивость и установлены источники происхождения; Публикации: Vasileva A.V., Moiseenko K.B., Mayer J.-C., Jurgens N., Panov A., Heimann M. and Andreae M.O. Assessment of the regional atmospheric impact of wildfire emissions based on CO observations at the ZOTTO tall tower station in Central Siberia// Journal of geophysical research, Vol.116, D07301, 2011. Heintzenberg, J., Birmili, W., Otto, R., Andreae, M. O., Mayer, J.-C., Chi, X., and Panov, A. Aerosol particle number size distributions and particulate light absorption at the ZOTTO tall tower (Siberia), 2006–2009, Atmos. Chem. Phys., 11, 8703-8719, doi:10.5194/acp-11-8703-2011, 2011. Получена длительная хронология по концентрациям парниковых газов в зоне охвата стации высотной мачты с целью выявления трендов в процессах атмосферно-экосистемного обмена в лесных экосистемах; Публикации: Winderlich J., Huilin C., Gerbig C., Panov A., Heimann M. Continuous CO2/CH4 measurement at Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) in Central Siberia// Geophysical Research Abstracts Vol. 12, EGU2010-4931-1, 2010 Mayer, J. C.; Birmili, W.; Heimann, M.; Heintzenberg, J.; Juergens, N.; Kisilyakhov, Y.; Panov, A.; Andreae, M. O. Long-Term Measurements of Carbon Monoxide and Aerosols at the ZOTTO tall tower, Siberia// American Geophysical Union, Fall Meeting 2009, abstract #GC31A-0686 Winderlich J., Gerbig C., Huilin C., Roedenbeck C., Trusilova K., Panov A., Heimann M. (2010) CO2/CH4 flux inversion from cavity ring-down spectroscopy measurement at Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) in Central Siberia // American Geophysical Union, Fall Meeting 2010. Изучены структура и динамика органического вещества на разных стадиях восстановления насаждений после сплошнолесосечной рубки в сосняках лишайниковых среднетаежной подзоны Приенисейской Сибири; Публикации: Панов А.В. Структура и динамика фитомассы на вырубках в сосняках лишайниковых Средней Сибири/Онучин А.А., Кошурникова Н.Н. // Вестник КрасГАУ. – 2009. - №12. - С. 134-138. Научная часть годового отчета, представляемого в СО РАН Отчет за 2010 г. Отчет за 2011 г. Отчет за 2012 г. Проведенные конференции на стационаре: За последние 5 лет научных конференций на стационаре не проводилось. Работа на стационаре ученых из других институтов СО РАН, РАН, вузов, зарубежных научных организаций: В последние 3 года на стационаре проводили исследования научные сотрудники и специалисты из Института биогеохимии им. М. Планка (Йена, Германия), Института химии им. М. Планка (Майнц, Германия), Института тропосферных исследований им. Лейбница (Лейпциг, Германия), Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, РНЦ Курчатовский Институт, Санкт-Петербургского Государственного Университета, Сибирского Федерального Университета. Проведение учебных практик: На стационаре проводятся учебные практики у студентов Сибирского Федерального Университета. Предложения по научному сотрудничеству: Институт приглашает специалистов биологического, экологического, метеорологического и физико-химического профиля из других научных учреждений России и зарубежных стран к проведению на базе Средне-Енисейского стационара совместных стационарных и маршрутно-экспедиционных исследований в районе исследований в рамках научной тематики стационара. Фотогалерея Обсерватория ZOTTO (на фото: жилой дом, галерея, лабораторный бункер, измерительная мачта 300 м) Жилой дом Измерительная система в лабораторном контейнере (слева – газоаналитический комплекс для мониторинга приземных концентраций CO2 и CH4 с сопровождающей инфраструктурой, справа – аэрозольный комплекс и анализатор СО). Сопровождающая инфраструктура для системы мониторинга приземных концентраций CO2 и CH4 Система контроля прокачки воздуха Система закачки воздуха с профилей мачты Установка для отбора образцов воздуха в стеклянные емкости для оценки изотопного состава основных парниковых газов (13C/12C/14C, 15N/14N, 18O/16O) Система осушения воздушного потока для установки отбора образцов воздуха Газоаналитический комплекс для мониторинга приземных концентраций озона и NO, NO2, NOx (в составе озонометра DASIBI 1008-AH, анализатора TE42C-TL, ИБП и регистрирующего компьютера)