Том 24, номер 06, статья № 11
pdf Рокотян Н. В., Грибанов К. Г., Захаров В. И. Эффект температурно-независимого поглощения и его использование для зондирования парниковых газов в атмосфере. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 06. С. 510-515.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Предложен метод устранения температурной неопределенности при решении обратных задач по определению количества искомых газов в атмосфере из ее ИК-спектров пропускания высокого разрешения. Для зондирования предлагается использовать линии колебательно-вращательных спектров атмосферных молекул, обладающие эффектом температурно-независимого поглощения, т.е. линии, коэффициент поглощения которых практически не зависит от вариаций температуры в заданном температурном интервале. Представлены критерии и алгоритм поиска таких линий, а также произведена выборка температурно-независимых и изолированных линий из базы данных HITRAN-2004 для молекул CH4 и CO2 в спектральном диапазоне 4000-9000 см-1 для температурного интервала 220-310°K. Выбранные линии апробированы на примере определения количества СН4 и СО2 в атмосфере из ее ИК-спектров пропускания высокого разрешения, зарегистрированных на Уральской атмосферной Фурье-станции в Коуровке.
Ключевые слова:
температурно-независимое поглощение, дистанционное зондирование, Фурье-спектрометрия, парниковые газы
Список литературы:
1. Dr. Pieter Tans. NOAA/ESRL (www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/) and Dr. Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography (scrippsco2.ucsd.edu/)
2. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. М.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.
3. Wuebbles D.J., Hayhoe K. Atmospheric methane and global change // Earth-Science Rev. 2002. V. 57. P. 177-210.
4. Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis J., Delaygue G., Delmotte M., Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V., Lorius C., Pepin L., Ritz C., Saltzman E., Stievenard M. Climate and Atmospheric History of the Past 420,000 years from the Vostok Ice Core, Antarctica // Nature (Gr. Brit.). 1999. V. 399, N 6735. P. 429-436.
5. Kobayashi H., Ed. Interferometric Monitor for Greenhouse Gases: IMG Project Technical Report // IMG Mission Operation & Verification Committee, CRIEPI; Tokyo, Japan. 1999. P. 45.
6. Notholt J., Schrems O. Ground-based FTIR measurements of vertical column densities of several trace gases above Spitzbergen // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21, N 13. P. 1355-1358.
7. Васин В.В., Агеев А.Л. Некорректные задачи с априорной информацией. Екатеринбург: УИФ "Наука", 1993. 262 с.
8. Rogers C.D. Inverse methods for atmospheric sounding. Theory and practice. Singapore: World Scientific, 2000. 206 p.
9. Burrows J.P., Holzle P.E., Goede A.P.H., Visser H., Fricke W. SCIAMACHY - Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography // Acta Astronaut. 1995. V. 35, N 5. P. 445-451.
10. Hamazaki T., Kaneko Y., Kuze A. Carbon dioxide monitoring from the GOSAT satellite // Proc. XX-th ISPRS congress, 12-23 July 2004. Istanbul, Turkey, 2004.
11. URL: : http://tccon.caltech.edu/
12. URL: http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.html
13. Nakazawa T., Sugawara S., Inoue G., Machida T., Maksyutov S., Mukai H. Aircraft measurements of the concentrations of CO2, CH4, N2O, and CO and the carbon and oxygen isotopic ratios of CO2 in the troposphere over Russia // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 3. P. 3843-3859.
14. Rothman L.S., Jacquemart D., Barbe A., Benner D.C., Birk M., Brown L.R., Carleer M.R., Chackerian C., Jr., Chance K., Coudert L.H., Dana V., Devi V.M., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Hartmann J.-M., Jucks K.W., Maki A.G., Mandin J.-Y., Massie S.T., Orphal J., Perrin A., Rinsland C.P., Smith M.A.H., Tennyson J., Tolchenov R.N., Toth R.A., Auwera J.V., Varanasi P., Wagner G. The HITRAN-2004 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 96, N 4. P. 139-204.
15. Герцберг Г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул / Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1949. 647 c.
16. Грибанов К.Г., Захаров В.И., Ташкун С.А. Пакет программ FIRE-ARMS и его применение в задачах пассивного ИК-зондирования атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 4. С. 372-378.
17. Gribanov K.G., Zakharov V.I., Tashkun S.A., Tyuterev Vl.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2001. V. 68, N 4. P. 435-451.
18. URL: http://kurucz.harvard.edu/sun.html
19. URL: : http://www.iao.ru/en/resources/equip/dev/meteo2/
20. URL: http://aeronet.gsfc.nasa.gov/