Результаты измерений концентрации метана в атмосфере над западными морями Российской Арктики и сопоставление их с данными подводной видеосъемки

Представлены результаты прямых измерений концентрации метана в приводном слое атмосферного воздуха, полученные с борта научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в Карском и Баренцевом морях летом 2024 г. Данные морских экспедиционных измерений впервые для российской части Арктики сопоставлены с данными буксируемого необитаемого подводного аппарата «Видеомодуль», разработанного в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Проведенный анализ показывает, что эмиссия метана от бактериальных матов в Арктике вносит ограниченный вклад в повышение концентрации CH₄ в приводном слое атмосферы. Их влияние заметно только в мелководных зонах (глубиной до 50 м), где насыщенные метаном пузырьки успевают достичь поверхности воды без его полного окисления в толще океана. При этом наблюдаются кратковременные пики (до нескольких минут) повышенных значений концентрации CH₄, достигающие 3 ppm и выше. Основным фактором изменчивости концентрации CH₄ в атмосфере является направление переноса воздушных масс: при адвекции с севера и запада фиксируются минимальные значения концентрации CH₄ (1,98 ppm); при выносе воздушных масс с материка, напротив, концентрация метана увеличивается (до 2,10 ppm при выносе с полуострова Ямал).

1. Романкевич Е.А., Ветров А.А. Цикл углерода в арктических морях России. М.: Наука, 2001. 302 с.

2. Canadell J.G., Monteiro P.M.S., Costa M.H. et al. Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. P. 673–816. 2021. https://doi.org/10.1017/9781009157896.007

3. Masson-Delmotte V., Zhai P., Pirani A., Connors S.L. et al. IPCC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2391 pp. https://doi.org/10.1017/9781009157896

4. McGuire A.D., Anderson L.G., Christensen T.R., et al. Sensitivity of the carbon cycle in the Arctic to climate change // Ecological Monographs. 2009. Vol. 79, No. 4. P. 523–555. EDN MXVYTP. https://doi.org/10.1890/08-2025.1

5. Allen M.R., Shine K.P., Fuglestvedt J.S. et al. A solution to the misrepresentations of CO2-equivalent emissions of short lived climate pollutants under ambitious mitigation // npj Climate and Atmospheric Science. 2018. Vol. 1, No. 16. P. 1–8. https://doi.org/10.1038/s41612-018-0026-8

6. Forster P., Storelvmo T., Armour K. et al. The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks, and Climate Sensitivity // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds.: Masson-Delmotte V. [et al.]. Cambridge University Press, 2021. Chapter 7. P. 923–1054. https://doi.org/10.1017/9781009157896.009

7. Vonk J.E., Fritz M., Speetjens N.J. et al. The land–ocean Arctic carbon cycle // Nature Reviews Earth & Environment. 2025. Vol. 6, No. 2. P. 86–105. https://doi.org/10.1038/s43017-024-00627-w

8. Виноградова А.А., Гинзбург А.С., Губанова Д.П. Изменчивость концентрации метана в приземном воздухе Москвы на разных временных масштабах // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58, № 2. С. 205–217. EDN TLTOXB

9. Etminan M., Myhre G., Highwood E.J., Shine K.P. Radiative forcing of carbon dioxide, methane and nitrous oxide: A significant revision of the methane radiative forcing // Geophysical Research Letters. 2016. Vol. 43, No. 24. P. 12614–12623. https://doi.org/10.1002/2016GL071930

10. Lan X., Thoning K.W., Dlugokencky E.J. Trends in globally-averaged CH4, N2O, and SF6 determined from NOAA Global Monitoring Laboratory measurements. Version 2026–06. https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10

11. Esau I., Pettersson L.H., Cancet M. et al. The Arctic Amplification and Its Impact: A Synthesis through Satellite Observations // Remote Sensing. 2023. Vol. 15, No. 5. 1354. https://doi.org/10.3390/rs15051354

12. Meredith M., Sommerkorn M., Cassotta S. et al. Polar regions // IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate / Eds.: Pörtner H.-O. [et al.]. Cambridge (UK) and New York (USA): Cambridge University Press, 2019. Ch. 3. P. 203–320. https://doi.org/10.1017/9781009157964.005

13. Shakhova N., Semiletov I., Sergienko V. et al. The East Siberian Arctic Shelf: towards further assessment of permafrost-related methane fluxes and role of sea ice // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2015. Vol. 373. No. 2052. 20140451. EDN UZYQRR. https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0451

14. Pankratova N., Skorokhod A., Belikov I. et al. Evidence of atmospheric response to methane emissions from the East Siberian Arctic shelf // Geography, Environment, Sustainability. 2018. Vol. 11. P. 85–92. EDN YVAGYC. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2018-11-1-85-92

15. Pankratova N., Skorokhod A., Belikov I. et al. Ship-Borne Observations of Atmospheric CH4 and δ13C Isotope Signature in Methane over Arctic Seas in Summer and Autumn 2021 // Atmosphere. 2022. Vol. 13. 458. EDN DURMDP. https://doi.org/10.3390/atmos13030458

16. Панкратова Н.В., Беликов И.Б., Белоусов В.А. и др. Концентрация метана в атмосфере над морями западного сектора Российской Арктики в позднеосенний сезон в 2023 году // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2025. Т. 61, № 6. С. 815–832. EDN BUGZHC. https://doi.org/10.7868/S3034648725060082

17. Yuan K., Li F., McNicol G. et al. Boreal-Arctic wetland methane emissions modulated by warming and vegetation activity. Nature Climate Change. 2024. Vol. 14. P. 282–288. EDN VECFJA. https://doi.org/10.1038/s41558-024-01933-3

18. Егоров А.В., Кудрявцева Е.А., Рожков А.Н. Метан в поверхностных водах Карского моря и морях Европейской Арктики // Геология морей и океанов: Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии, Москва, 11–15 апреля 2022 года. Т. IV. 2022. С. 56–60.

19. Saunois M., Stavert A.R., Poulter B. et al. The global methane budget 2000–2017 // Earth System Science Data. 2020. Vol. 12, No. 3. Р. 1561–1623. EDN OXHAFZ. https://doi.org/10.5194/essd-12-1561-2020

20. Semenov P., Portnov A., Krylov A. et al. Geochemical evidence for seabed fluid flow linked to the subsea permafrost outer border in the South Kara Sea // Chemie der Erde. 2020. Vol. 80, No. 3. EDN WVGRPG. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.04.005

21. Valentine D.L. Emerging topics in marine methane biogeochemistry // Annual Review of Marine Science. 2011. Vol.3. P. 147–171. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-120709-142734

22. Ruff S.E., Biddle J.F., Teske A.P. et al. Global dispersion and local diversification of the methane seep microbiome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015. Vol. 112, No. 13. P. 4015–4020. https://doi.org/10.1073/pnas.1421865112

23. Анисимов И.М., Залота А.К., Лесин А.В., Муравья В.О. Особенности исследования биологических и техно генных объектов с использованием глубоководных буксируемых аппаратов // Океанология. 2023. Т. 63, № 5. С. 840–852. EDN XUZQGK. https://doi.org/10.31857/S0030157423050027

24. Rolph G., Stein A., Stunder B. Real-time Environmental Applications and Display sYstem: READY. Environmental Modelling & Software. 2017. Vol. 95. P. 210–228. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2017.06.025

25. Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D. et al. NOAA’s HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system. Bulletin of the American Meteorological Society. 2015. Vol. 96. P. 2059–2077. EDN WOFOZT. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00110.1

26. Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Новигатский А.Н. и др. Апробация системы мониторинга климата на основе заякоренных платформ, обсерваторий и судовых наблюдений в 96-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» // Океанология. 2025. Т. 65, № 3. С. 524–527. EDN GXEULH. https://doi.org/10.31857/S0030157425030129

27. Флинт М.В., Поярков С.Г., Римский-Корсаков Н.А., Книвель Н.Я., Мирошников А.Ю. Экосистемы морей Сибирской Арктики — 2023: (92-й рейс научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в Карское море) // Океанология. 2024. Т. 64, № 3. С. 550–553. EDN QBJGZK. https://doi.org/10.31857/S0030157424030144