Общее содержание и вертикальные профили озона над Киевом в 2005–2008 гг.

Рубрика: 
Космическая и атмосферная физика
Шаврина, АВ, Крон, М, Шеминова, ВА, Павленко, ЯВ, Велесь, АА, Синявский, ИИ, Романюк, ЯО
Косм. наука технол. 2010, 16 ;(4):03-12
https://doi.org/10.15407/knit2010.04.003
Язык публикации: русский
Аннотация: 
Исследование общего содержания озона над Киевом и изменений его концентрации с высотой в тропосфере было выполнено на основе наземных наблюдений с инфракрасным фурье-спектрометром в Главной астрономической обсерватории Национальной академии наук Украины (ГАО НАНУ) в рамках проекта ESA-NIVR-KNMI № 2907 « OMI validation by ground-based remote sensing: ozone columns and atmospheric profiles »(2005-2008 гг.). Цель проекта - валидация данных мониторинга по общему содержанию озона в атмосфере и атмосферных профилей озона, полученных с инструментом OMI на борту спутника NASA EOS Aura. Наблюдение спектров поглощения прямого солнечного излучения в атмосфере Земли в инфракрасной области (2-12 мкм) проводились в периоды апрель - октябрь каждого года. Моделирование спектра озоновой полосы λ ≈ 9.6 мкм было выполнено с помощью программы MODTRAN4 и модели молекулярных полос, рассчитанных нами на основе молекулярной базы данных HITRAN-2004. Как априорную информацию для моделирования были использованы спутниковые измерения профилей водяного пара и температуры (Aqua-AIRS) и стратосферных профилей озона (Aura-MLS, версия 2.2), климатологические профили озона TEMIS-KNMI и измерения поверхностного озона, выполненные одновременно с инфракрасными наблюдениями спектров в ГАО НАНУ.
     Стратосферные профили озона Aura-MLS версии 2.2 позволяют восстанавливать тропосферные профили озона. Для некоторых дат наблюдений мы сравнили наши восстановленные профили из тропосферными профилями Aura-TES. Проанализированы изменения концентраций озона в тропосфере для двух характерных эпизодов - весеннего эпизода повышенного общего содержания озона и летнего эпизода повышенного поверхностного содержания озона. Наблюдения за весь период демонстрируют ежедневную фотохимическое изменчивость концентраций озона в тропосфере Земли в зависимости от высоты Солнца и свидетельствуют о процессах перемешивания в тропосфере вечером и ночью. Четко прослеживается динамика озонового слоя, вызванная проникновением богатых озоном стратосферных воздушных масс воздуха в нижние тропосферные слои, их опускание и диссипация в тропосфере в течение следующих нескольких дней. Наша методика может быть использована для любых станций ИК-наблюдений, она позволяет получить характеристики горизонтальной и вертикальной динамики глобального озонового слоя только с наземных наблюдений.
Ключевые слова: инфракрасный фурье-спектрометр, озон, тропосфера
Полный текст (PDF)
References: 
1.   Ежевская T. Б., Власов A. M., Библиков A. В. Инфра­красный Фурье-спектрометр «Infralum FT-801» // Наука Производству. — 2001. — № 12. — С. 38—41.
2.   Шаврина А. В., Павленко Я. В., Велесь А. А. и др. Об­щее содержание озона в тропосфере и тропосферные профили озона над Киевом в 2007 году // Космічна наука і технологія. — 2008. — 14, № 5. — С. 85—94.
3.   Bernstein L. S., Berk A., Acharya P. K., et al. Very Nar­row Band Model Calculations of Atmospheric Fluxes and Cooling Rates // J. Atmospheric Sci. — 1996. — 53. — P. 2887—2904.
4.   Bhartia P. K., Wellemeyer C. TOMS-V8 total O3 algo­rithm, in OMI Algorithm // Theoretical Basis Document. Vol. II. OMI Ozone Products, ATBD-OMI-02 / Ed. by P. K. Bhartia. — 2002. — Р. 15—31. — NASA Goddard Space Flight Cent., Greenbelt, Md. (Available at http:// eospso.gsfc.nasa.gov/eos_homepage/for_scientists/atbd/ index.php)
5.   Kroon M., Veefkind J. P., Sneep M., et al. Comparing OMI-TOMS and OMI-DOAS total ozone column data // J. Geophys. Res. — 2008. — 113. — D16S28, doi:10.1029/ 2007JD008798.
6.   Levelt P. F., van den Oord G. H. J., Dobber M. R., et al. The Ozone Monitoring Instrument // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. — 2006. — 44 (5). — P. 1093—1101.
7.   Levelt P. F., Hilsenrath E., Leppelmeier G. W., et al. Sci­ence objectives of the Ozone Monitoring Instrument // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. — 2006. — 44 (5). — P. 1199—1208.
8. Rothman L. S., Jasqumart D., Barbe A., et al. The HI-TRAN 2004 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. — 2005. — 96. — P. 139—204.
9. Schoeberl M. R., Douglass A. R., Hilsenrath E., et al. Over­view of the EOS Aura Mission // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. — 2006. — 44 (5). — P. 1066—1074.
10. Shavrina A. V., Pavlenko Ya. V., Veles A., et al. Ozone columns obtained by ground-based remote sensing in Kiev for Aura Ozone Measuring Instrument valida­tion // J. Geophys. Res. — 2007. — 112. — D24S45, doi:10.1029/2007JD008787.

11. Veefkind J. P., de Haan J. F., Brinksma E. J., et al. Total ozone from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) using the DOAS technique // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. — 2006. — 44. — Р. 1239—1244. — doi:10.1109/ TGRS.2006.871204.