Том 26, номер 09, статья № 9

pdf Аршинов М. Ю., Афонин С. В., Белан Б. Д., Белов В. В., Гриднев Ю. В., Давыдов Д. К., Machida Т., Nedelec Ph., Paris J.-D.., Фофонов А. В. Сравнение спутниковых и самолетных измерений газового состава в тропосфере над Югом Западной Сибири. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 09. С. 773-782.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Проведено сравнение вертикальных профилей концентрации О3, СО, СО2 и СН4, измеренных с помощью самолета-лаборатории Ту-134 "Оптик" (СМЛ) и восстановленных по данным прибора IASI, установленного на борту метеорологического спутника Европейского космического агентства (MetOp). Показано, что абсолютные различия концентраций озона, полученных на СМЛ и MetOp, могут изменяться от 3 до 18 млрд-1 на высоте 0,5 км и от -8 до -38 млрд-1 на 7 км. Относительные разности находятся в диапазоне 8 … 30% на уровне 0,5 км и -12 … 88% на уровне 7 км. Для профилей СО абсолютные различия концентрации СО могут изменяться от 32 до 103 млрд-1 на высоте 0,5 км и от -18 до 23 млрд-1 на высоте 3 км. Относительные разности находятся в диапазоне -4 … 48% на уровне 0,5 км и -8 … 20% на уровне 7 км. Максимальная разность всех профилей концентрации метана достигает в пограничном слое 150 млрд-1, а минимальная -10 млрд-1. Средняя относительная разность изменяется от 2,8 до -0,5%. Максимальная - по всем полетам находится в диапазоне от 7,8 до 1,2%, минимальная - от -0,4 до -3,4%. Средняя разность СО2 - в коридоре ±1,5 млн-1, в то время как индивидуальные профили несопоставимы. Максимальные и минимальные разности по всем полетам дают бoльшую величину, а именно в пограничном слое атмосферы 10 и -12 млн-1 соответственно. Максимальные и минимальные относительные отклонения по всем полетам составляют 2,3 и -3,3% в пограничном слое соответственно. Выше пограничного слоя относительные отклонения уменьшаются до ±1,0%.

Ключевые слова:

атмосфера, газ, зондирование

Список литературы:

1. Кухарский А.В., Успенский А.Б. Определение средней концентрации диоксида углерода в тропосфере по данным спутникового ИК-зондировщика высокого спектрального разрешения // Метеорол. и гидрол. 2009. № 4. С. 15-28.
2. Кухарский А.В., Успенский А.Б. Мониторинг содержания диоксида углерода в тропосфере над бореальными экосистемами Сибири // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 4. С. 204-211.
3. Успенский А.Б., Кухарский А.В., Романов С.В., Рублев А.Н. Мониторинг концентрации диоксида углерода и общего содержания метана в тропосфере над Сибирью по данным спутниковых ИК-зондировщиков AIRS, IASI // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 1. С. 14-21.
4. Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Успенский А.Б. Возможности определения содержания озона и малых газовых составляющих по данным спутниковых ИК-зондировщиков высокого спектрального разрешения (ИКФС-2) // Исслед. Земли из космоса. 2010. № 3. С. 3-11.
5. Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Успенский А.Б. Температурно-влажностное зондирование атмосферы по данным спутникового ИК-зондировщика высокого спектрального разрешения ИКФС-2 // Исслед. Земли из космоса. 2009. № 5. С. 5-10.
6. Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Косцов В.С. Спутниковое температурное зондирование атмосферы в облачных условиях // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 5. С. 37-42.
7. Сафронов А.Н., Фокеева Е.В., Ракитин В.С., Юрганов Л.Н., Гречко Е.И. Эмиссия окиси углерода летом 2010 г. в Центральной части Среднерусской равнины и оценка их неопределенности при использовании различных карт растительности // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 4. С. 30-46.
8. Крамчанинова Е.К., Успенский А.Б. Мониторинг общего содержания озона в атмосфере по данным российского геостационарного метеоспутника "Электро-Л" // Исслед. Земли из космоса. 2013. № 2. С. 37-42.
9. Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Walker K.A. Сравнение спутниковых и наземных измерений содержания фтористого водорода в атмосфере // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 4. С. 57-61.
10. Klonecki A., Pommier M., Clerbaux C., Ancellet G., Cammas J.-P., Coheur P.-F., Cozic A., Diskin G.S., Hadji-Lazaro J., Hauglustaine D.A., Hurtmans D., Khattatov B., Lamarque J.-F., Law K.S., Nedelec P., Paris J.-D., Podolske J.R., Prunet P., Schlager H., Szopa S., Turquety S. Assimilation of IASI satellite CO fields into a global chemistry transport model for validation against aircraft measurements // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 10. P. 4493-4512.
11. Pommier M., Clerbaux C., Law K.S., Ancellet G., Bernath P., Coheur P.-F., Hadji-Lazaro J., Hurtmans D., Nedelec P., Paris J.-D., Ravetta F., Ryerson T.B., Schlager H., Weinheimer A.J. Analysis of IASI tropospheric O3 data over the Arctic during POLARCAT campaigns in 2008 // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 16. P. 7371-7389.
12. de Laat T.J., Dijkstra R., Schrijver H., Nedelec P., Aben I. Validation of six years of SCIAMACHY carbon monoxide observations using MOZAIC CO profile measurements // Atmos. Measur. Technol. 2012. V. 5, N 9. P. 2133-2142.
13. De Wachter E., Barret B., Le Flochmoen E., Pavelin E., Matricardi M., Clerbaux C., Hadji-Lazaro J., George M., Hurtmans D., Coheur P.-F., Nedelec P., Cammas J.P. Retrieval of MetOp-A/IASI CO profiles and validation with MOZAIC data // Atmos. Measur. Technol. 2012. V. 5, N11. P. 2843-2857.
14. Tanaka T., Miyamoto Y., Morino I., Machida T., Na-gahama T., Sawa Y., Matsueda H., Wunch D., Kawakami S., Uchino O. Aircraft measurements of carbon dioxide and methane for the calibration of ground-based high-resolution Fourier Transform Spectrometers and a comparison to GOSAT data measured over Tsukuba and Moshiri // Atmos. Measur. Technol. 2012. V. 8, N 5. P. 2003-2012.
15. Зуев В.Е., Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Ковалевский В.К., Лукьянов О.Ю., Мелешкин В.Е., Микушев М.К., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Покровский Е.В. Сакерин С.М, Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Щербатов А.И. Самолет-лаборатория Ан-30 "Оптик-Э" для экологических исследований // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5, № 10. С. 1012-1021.
16. Antokhin P.N., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Zhidovkin E.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Penner I.E., Pestunov D.A., Simonenkov D.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Shamanaev V.S., Shmargunov V.P. Optik-E AN-30 aircraft laboratory: 20 years of environmental research // Atmos. and Ocean. Technol. 2012. V. 29, N 11. P. 64-75.
17. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 "Оптик" // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 805-816.
18. Nedelec P., Cammas J.P., Thouret V., Athier G., Cousin J.M. et al. An improved infrared carbon monoxide analyser for routine measurements aboard commercial Airbus aircraft: technical validation and first scientific results of the MOZAIC III programme // Atmos. Chem. Phys. 2003. V. 3, N 5. P. 1551-1564.
19. Arshinov M.Yu., Belan B.D., Krasnov O.A., Kovalevskii V.K., Pirogov V.A., Plotnikov A.P., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Comparison of ultraviolet and chemiluminescent ozonometers // Atmos. Oceanic Opt. 2002. V. 15, N 8. P. 656-658.
20. Dunlea E.J., Herndon S.C., Nelson D.D., Volkamer R.M., Lamb B.K., Allwine E.J., Grutter M., Ramos Villegas C.R., Marquez C., Blanco S., Cardenas B., Kolb C.E., Molina L.T., Molina M.J. Technical note: Evaluation of standard ultraviolet absorption ozone monitors in a polluted urban environment // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 10. P. 3163-3180.
21. Crevoisier C., Chedin A., Matsueda H., Machida T., Armante R., Scott N.A. First year of upper tropospheric integrated content of CO2 from IASI hyperspectral infrared observations // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 14. P. 4797-4810.
22. August T., Klaes D., Schlussel P., Hultberg T., Crapeau M., Arriaga A., O'Carroll A., Coppens D., Munro R., Calbet X. IASI on Metop-A: Operational Level 2 retrievals after five years in orbit // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2012. V. 113, N 11. P. 1340-1371. doi:10.1016/j.jqsrt.2012.02.028.
23. Parrington M., Palmer P.I., Henze D.K., Tarasick D.W., Hyer E.J., Owen R.C., Helmig D., Clerbaux C., Bowman K.W., Deeter M.N., Barratt E.M., Coheur P.-F., Hurtmans D., Jiang Z., George M., Worden J.R. The influence of boreal biomass burning emissions on the distribution of tropospheric ozone over North America and the North Atlantic during 2010 // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 4. P. 2077-2098.
24. Zyryanov D., Foret G., Eremenk M.O., Beekmann M., Cammas J.-P., D'Isidoro M., Elbern H., Flemming J., Friese E., Kioutsioutkis I., Maurizi A., Melas D., Meleux F., Menut L., Moinat P., Peuch V.-H., Poupkou A., Razinger M., Schultz M., Stein O., Suttie A.M., Valdebenito A., Zerefos C., Dufour G., Bergametti G., Flaud J.-M. 3-D evaluation of tropospheric ozone simulations by an ensemble of regional Chemistry Transport Model // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 7. P. 3219-3240.
25. Белан Б.Д., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Вертикальное распределение озона в тропосфере над югом Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 9. С. 777-783.
26. Антохин П.Н., Белан Б.Д. Регулирование динамики тропосферного озона через стратосферу //Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 10. С. 890-895.
27. Белан Б.Д., Креков Г.М. Влияние антропогенного фактора на содержание парниковых газов в тропосфере. Метан // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 4. С. 361-373.
28. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Креков Г.М., Фофонов А.В., Бабченко С.В., Inoue G., Machida T., Maksutov Sh., Sasakawa M., Shimoyama K. Динамика вертикального распределения парниковых газов в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 12. С. 1051-1061.