Thesis of N.A. Shnyrev: II. Principal notes

Cover Page

Abstract


This paper discusses in our opinion erroneous method of methane flux measurement, proposed in the dissertation of Nikolai Andreevich Shnyrev «Regime investigations and estimate of gas exchange on the soil-atmosphere interface (methane fluxes from “Muhrino” wetland, West Siberia». Principal error of suggested method is introduced by ill-posed nature of solved inverse problem. Ill-posed inverse problems are usual in environmental and Earth science applications. The main property of such kind of problems is high sensitivity of solution to changes in the initial data, which are often known with some uncertainty. Numerical test was conducted to proof that proposed by N.A. Shnyrev method is ill-posed. This test reveals, that flux value calculated with ahelp of N.A. Shnyrev’s method has an opposite sign and is three times higher in absolute value than flux, initially used in numerical test. In addition, proposed by N.A. Shnyrev method does not take into account non-linearity of gas diffusion coefficient along soil profile. Analogous proposed method of flux calculation during a cold season using methane concentration profile in a snow is also biased by several errors. Flux determination with this method leads to different results depending on the type of used gas transfer model. Besides evaluation of profile method several points about scientific ethics, citation without references, erroneous calculation of methane photolysis during chamber measurements are discussed.

M V Glagolev

Томский государственный университет

Author for correspondence.
Email: m_glagolev@mail.ru
Россия

A F Sabrekov

sabrekovaf@gmail.com

Email: m_glagolev@mail.ru
Россия

  1. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. 2008. Вычислительные методы. М.: Издат. дом МЭИ. 672 с.
  2. Арсенин В.Я. 1984. Методы математической физики и специальные функции. М.: Наука. 384 с.
  3. Бажин Н.М. 2000. Метан в атмосфере // Соросовский образовательный журн. Т. 6. № 3. С. 52-57.
  4. Бек Дж., Блакуэлл Б., Сент-Клер Ч., мл. 1989. Некорректные обратные задачи теплопроводности. М.: Мир. 312 с.
  5. Владимиров В.С. 1988. Уравнения математической физики. М.: Наука. 512 с.
  6. Владимиров Ю.С. 2011. Между физикой и метафизикой. Кн. 2: По пути Клиффорда-Эйнштейна. М.: Кн. дом «ЛИБРОКОМ». 248 с.
  7. Глаголев М.В. 2010. Эмиссия СН4 болотными почвами Западной Сибири: от почвенного профиля до региона: Автореферат дис. … канд. биол. наук. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ).
  8. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф. 2014. Ответ А.В. Смагину: II. Углеродный баланс России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 5. № 2. С. 50-70.
  9. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф., Казанцев В.С. 2010. Физикохимия и биология торфа. Методы измерения газообмена на границе почва-атмосфера. Томск: Изд-во ТГПУ. 104 с.
  10. Глаголев М.В., Филиппов И.В. 2011. Инвентаризации поглощения метана почвами // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 2. № 2. С. 1.
  11. Глаголев М.В., Шнырев Н.А. 2007. Динамика летне-осенней эмиссии СН4 естественными болотами (на примере юга Томской области) // Вестник МГУ. Серия 17: Почвоведение. №1. С. 8-14.
  12. Евдокимов И.В., Ларионова А.А. 2015. Соображения к дискуссии, предложенной А.В. Смагиным // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 6. № 1. С. 36-38.
  13. Жданов М.С. 2007. Теория обратных задач и регуляризации в геофизике. М.: Научный мир. 712 с.
  14. Курганова И.Н., Кудеяров В.Н. 2015. Возможен ли значительный положительный дисбаланс круговорота углерода (сток) на территории России? // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 6. № 1. С. 32-35.
  15. Лапина Л.Э. 2015. Ответ А.В. Смагину // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 6. № 1. C. 39-41.
  16. Маликов Р.Ф. 2010. Основы математического моделирования. М.: Горячая линия-Телеком. 368 с.
  17. Орлов Д.С., Минько О.И., Аммосова Я.М., Каспаров С.В., Глаголев М.В. 1987. Методы исследования газовой функции почвы // Современные физические и химические методы исследования почв. М.: Изд-во МГУ. C. 118-156.
  18. Паников Н.С. 1995. Таежные болота - глобальный источник атмосферного метана? // Природа. №6. С. 14-25.
  19. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. 2004. Численные методы решения обратных задач математической физики. М.: Едиториал УРСС. 480 с.
  20. Смагин А.В. 2005. Газовая фаза почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 301 с.
  21. Смагин А.В. 2014. Спорные вопросы количественной оценки газовых потоков между почвой и атмосферой (к дискуссии М.В. Глаголева и А.В. Наумова) // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 5. № 2(10). C. 10-25.
  22. Смагин А.В. 2015. Дискуссионные вопросы теории парникового эффекта и газообмена почвы с атмосферой // Экологическое почвоведение: этапы развития, вызовы современности. К 100-летию Г.В. Добровольского. М.: ГЕОС. С. 123-161.
  23. Шнырев Н.А. 2016. Режимные наблюдения и оценка газообмена на границе почвы и атмосферы (на примере потоков метана болотного стационара средне-таежной зоны Западной Сибири «Мухрино»): дис. … канд. биол. наук. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ). URL: https://istina.msu.ru/dissertations/18838290/ (дата обращения 22.03.2016).
  24. Enting I.G. 1993. Inverse problems in atmospheric constituent studies. III. Estimating errors in surface sources, Inverse problems, 9, 649-665.
  25. Houweling S., Bergamaschi P., Chevallier F., Heimann M., Kaminski T., Krol M., Michalak A.M., Patra P. 2016. Global inverse modeling of CH4 sources and sinks: An overview of methods // Atmos. Chem. Phys. Discuss. doi: 10.5194/acp-2016-572.
  26. Kutzbach L., Schneider J., Sachs T., Giebels M., Nykänen H., Shurpali N.J., Martikainen P.J., Alm J., Wilmking M. 2007. CO2 flux determination by closed-chamber methods can be seriously biased by inappropriate application of linear regression // Biogeosciences. V. 4. No. 6. P. 1005-1025.
  27. Mast M.A., Wickland K.P., Striegl R.T., Clow D.W. 1998. Winter fluxes of CO2 and CH4 from subalpine soils in Rocky Mountain National Park, Colorado // Global Biogeochemical Cycles. V. 12. No. 4. P. 607-620.
  28. Monson R.K., Burns S.P., Williams M.W., Delany A.C., Weintraub M., Lipson D.A. 2006. The contribution of beneath-snow soil respiration to total ecosystem respiration in a high-elevation, subalpine forest // Global Biogeochem. Cycles. V. 20. GB3030. doi: 10.1029/2005GB002684.
  29. Nakano T., Sawamoto T., Morishita T., Inoue G., Hatano R. 2004. A comparison of regression methods for estimating soil-atmosphere diffusion gas fluxes by a closed-chamber technique // Soil Biology and Biochemistry. V. 36. P. 107-113.
  30. Ridgwell A.J., Marshall S.J., Gregson K. 1999. Consumption of atmospheric methane by soils: A prosess-based model // Global Biogeochemical Cycles. V. 13. No. 1. P. 59-70.
  31. Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Glagolev M.V., Maksyutov Sh.Sh., Machida T. 2011. Methane emission from middle taiga oligotrophic hollows of Western Siberia // Вестник Томского государственного педагогического ниверситета. № 5. С. 135-143.
  32. Zimov S.A., Zimova G.M., Davidov S.P., Davidova A.I., Voropaev Y.V., Voropaeva Z.V., Prosiannikov S.F., Prosiannikova O.V., Semiletova I.V., Semiletov I.P. 1993. Winter Biotic Activity and Production of CO2 in Siberian Soils: A Factor in the Greenhouse Effect // J. Geophys. Res., V. 98. No. D3, P. 5017-5023.

Views

Abstract - 246

PDF (Russian) - 239

PlumX


Copyright (c) 2016 Glagolev M.V., Sabrekov A.F.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.