Загальний вміст озону над станцією Київ-Голосіїв за наземними і супутниковими вимірюваннями у 2010–2015 рр.
Рубрика:
| 1Грицай, АВ, 1Міліневський, ГП 1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ |
| Косм. наука технол. 2018, 24 ;(3):40-54 |
| https://doi.org/10.15407/knit2018.03.040 |
| Мова публікації: Українська |
Анотація: Наземні вимірювання загального вмісту озону (ЗВО) в одиницях Добсона (ОД) проводяться за допомогою спектрофотометра Добсона на станції Київ-Голосіїв з травня 2010 р. Наземні вимірювання здійснюються за умов «прямого Сонця» (Direct Sun — DS), ясного неба в зеніті (Zenith Blue — ZB) чи хмарного неба в зеніті (Zenith Cloud — ZC) у стандартних парах довжин хвиль A, C, D у ближньому ультрафіолетовому діапазоні ( = 300…340 нм). У цій роботі досліджуються розбіжності між супутниковими і наземними спостереженнями ЗВО в атмосфері над вказаною станцією. Крім того, розглядаються сезонні варіації ЗВО та зміни різниць між супутниковими та наземними вимірюваннями. Першим завданням роботи є дослідження головних особливостей сезонних варіацій ЗВО на станції Київ-Голосіїв. Друге завдання полягає в оцінці рівня відмінностей між супутниковими й наземними значеннями ЗВО та визначенні можливих причин цих відмінностей. Ми обробили вимірювання загального вмісту озону з допомогою спектрофотометра Добсона в двох парах довжин хвиль (AD і CD) для типів DS, ZB та ZC. Були залучені також супутникові дані приладів OMI/Aura, GOME-2/MetOpA та GOME-2/MetOpB. Для порівняння використано окремі вимірювання неподалік наземної станції та побудовані на їхній основі моделі з шестигодинним кроком. Різниці між супутниковими (модельними) та наземними даними досліджено окремо для кожного типу вимірювань спектрофотометра Добсона.
Визначено, що мінімальні річні середні значення ЗВО фіксувались у 2011 р. (319…322 ОД залежно від типу вимірювань), а максимальні — у 2013 р. (327…338 ОД). Різниця між супутниковими й наземними даними демонструє сезонний цикл із відносною недооцінкою ЗВО при наземних спостереженнях у кінці осені — на початку зими. Головною причиною бачиться деяке заниження DSAD-значень поблизу моменту зимового сонцестояння. Вказане явище у першу чергу погіршує якість AD-даних через швидкий спад інтенсивності випромінювання у короткохвильовій парі A при збільшенні зенітної відстані Сонця (збільшується вплив розсіяного світла). Типові значення розбіжності сягають 20 ОД, а іноді й більше. Розбіжності збільшуються при високому вмісті озону понад 400 ОД. Навпаки, CD значення у таких умовах виявляються завищеними порівняно з модельними. Згідно з результатами зіставлення з супутниковими вимірюваннями, для спектрофотометра Добсона № 040 станції Київ-Голосіїв високу якість демонструють ряди спостережень типів DSAD, DSCD і ZBAD (за винятком DSCD для 2015 р.). Спостереження ZBCD і ZC виявляються нестійкими стосовно середніх різниць, а подвоєні середні квадратичні відхилення, обчислені протягом календарного року, регулярно перевищують 25 ОД.
|
| Ключові слова: загальний вміст озону, порівняння даних., спектрофотометр Добсона, спостережні ряди, супутникові вимірювання |
References:
1. Aleksandrov E. L., Izrael Ju. A., Karol I. L., Khrgian A. Kh. Earth’s ozone shield and its changes, 288 p. (Gidrometeoizdat, St. Petersburg, 1992) [in Russian].
2. Grytsai A. V., Milinevsky G. P. Analysis of the discrepancy between ground-based and satellite total ozone content measurements at Kyiv-Goloseyev station. Kosm. Nauka tehnol., 20 (1), 3—13 (2014) [in Ukrainian].
3. Mogylchak V. Y., Milinevskiy G. P. Variations of total ozone in the atmosphere over the territory of Ukraine. Space Sci. & Technol., 23 (2), 41—47 (2017) [in Ukrainian].
4. Antón M., Mateos D. Shortwave radiative forcing due to long-term changes of total ozone column over the Iberian Peninsula. Atmos. Environ., 81, 532—537 (2013).
5. Basher R. E. Review of the Dobson spectrophotometer and its accuracy. Geneva: World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project, Rep. N 13, 94 p. (1982).
6. Dobson G. M. B., Normand C. W. B. Determination of the constants etc. used in the calculation of the amount of ozone from spectrophotometer measurements and of the accuracy of the results. Ann. Int. Geophys. Year, 16 (Part II), 161—191 (1962).
7. Evtushevsky O., Grytsai A., Milinevsky G. On the regional distinctions in annual cycle of total ozone in the northern midlatitudes. Rem. Sens. Lett., 5 (3), 205—212 (2014).
8. Fioletov V. E., Labow G., Evans R., et al. Performance of the ground-based total ozone network assessed using satellite data. J. Geophys. Res., 113 (D14), D14313 (2008).
9. Komhyr W. D., Evans R. D. Operations handbook — ozone observations with a Dobson spectrophotometer. Geneva: World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project, NOAA/ESRL Global Monitoring Division, 91 p. (2006).
10. McPeters R. D., Hollandsworth S. M., Flynn L.E., et al. Long-term ozone trends derived from the 16-year combined Nimbus 7 / Meteor 3 TOMS Version 7 record. Geophys. Res. Lett., 23 (25), 3699—3702 (1996).
11. Milinevsky G. P., Danylevsky V. O., Grytsai A. V., et al. Recent developments of atmospheric research in Ukraine. Adv. Astron. Space Phys., 2, 114—120 (2012).
12. Redondas A., Evans R., Stuebi R., et al. Evaluation of the use of five laboratory-determined ozone absorption cross sections in Brewer and Dobson retrieval algorithms. Atmos. Chem. Phys., 14, 1635—1648 (2014).
13. Scarnato B., Staehelin J., Stübi R., Schill H. Long-term total ozone observations at Arosa (Switzerland) with Dobson and Brewer instruments (1988—2007). J. Geophys. Res., 115, D13306 (2010).
14. van der A R. J., Allaart M. A. F., Eskes H. Multi sensor reanalysis of total ozone. Atmos. Chem. Phys., 10 (22), 11277—11294 (2010).
15. Verhoelst T., Granville J., Hendrick F., et al. Metrology of ground-based satellite validation: colocation mismatch and smoothing issues of total ozone comparisons. Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 8023–8082 (2015).