Том 29, номер 08, статья № 9

Аннотация:

Представлены результаты комплексных наблюдений динамики пограничного слоя атмосферы, проведенных на полигоне ИОА СО РАН в сентябре 2013 г. с использованием средств дистанционного зондирования – аэрозольного и доплеровского лидаров. Рассмотрена структура аэрозольного и ветрового полей в период возникновения внутренних волн плавучести и низкоуровневых струйных течений в пограничном слое.
 

Ключевые слова:

лидар, пограничный слой, внутренние гравитационные волны

Список литературы:

1. Stull R.B. An introduction to boundary layer meteorology. Kluwer Academic Publisher, 1988. 657 p.
2. Браун Р.А. Аналитические методы моделирования планетарного пограничного слоя. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 144 с.
3. Oke T.R. Boundary layer climates. Taylor & Francis e-Library, 2002. 460 p.
4. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосф. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 752 с.
5. Martucci G., Matthey R., Mitev V., Richner H. Frequency of boundary-bayer-top fluctuations in convective and stable conditions using laser remote sensing // Bound.-Lay. Meteorol. 2010. V. 135, N 2. P. 313–331.
6. Crum T.D., Stull R.B., Eloranta E.W. Coincident Lidar and aircraft observations of entrainment into thermals and mixed layers // J. Climate Appl. Meteorol. 1987. V. 26, N 7. P. 774–788.
7. Eloranta E.W., Forrest D.K. Volume-imaging lidar observations of the convective structure surrounding the flight path of a flux-measuring aircraft // J. Geophys. Res. D. 1992. V. 97, N 17. P. 18383–18393.
8. Melfi S.H., Spinhirne J.D., Chou S-H., Palm S.P. Lidar observation of vertically organized convection in the planetary boundary layer over the ocean // J. Climate Appl. Meteorol. 1985. V. 24, N 8. P. 806–821.
9. Lothon M., Lenschow D.H., Mayor S.D. Coherence and scale of vertical velocity in the convective boundary layer from a Doppler lidar // Bound.-Lay. Meteorol. 2006. V. 121, N 3. P. 521–536.
10. Kunkel K.E., Eloranta E.W., Shipley S.T. Lidar observations of the convective boundary layer // J. Appl. Meteorol. 1977. V. 16, N 12. P. 1306–1311.
11. Atlas D., Walter B., Chou S.H., Sheu P.J. The structure of the unstable marine boundary layer viewed by lidar and aircraft observations // J. Atmos. Sci. 1986. V. 43, N 13. P. 1301–1318.
12. Gossard E.E., Hooke W. Waves in the atmosphere. N.Y.: Elsevier, 1975. 532 p.
13. Viana S., Yagüe C., Maqueda G. Propagation and effects of a mesoscale gravity wave over a weakly-stratified nocturnal boundary layer during the SABLES2006 field campaign // Bound.-Lay. Meteorol. 2009. V. 133, N 2. P. 165–188.
14. Petenko I., Mastrantonio G., Viola A., Argentini S., Pietroni I. Wavy vertical motions in the ABL observed by sodar // Bound.-Lay. Meteorol. 2012. V. 143, N 1. P. 125–141.
15. Одинцов С.Л. Особенности движений нижнего слоя атмосферы при прохождении внутренних гравитационных волн // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 12. С. 1131–1136.
16. Lyulyukin V.S., Kuznetsov R.D., Kallistratova M.A. The composite shape and structure of braid patterns in Kelvin–Helmholtz billows observed with a sodar // J. Atmos. Ocean. Technol. 2013. V. 30, N 12. P. 2704–2711.
17. Boers R., Eloranta E.W. Lidar measurements of the atmospheric entrainment zone and the potential temperature jump across the top of the mixed layer // Bound.-Lay. Meteorol. 1986. V. 34, N 4. P. 357–375.
18. Pahlow M., Kleissl J., Parlange M.B., Ondov J.M., Harrison D. Atmospheric boundary-layer structure observed during a haze event due to forest-fire smoke // Bound.-Lay. Meteorol. 2005. V. 114, N 1. P. 53–70.
19 Träumner K., Kottmeier Ch., Corsmeier U., Wieser A. Convective boundary-layer entrainment: Short review and progress using Doppler Lidar // Bound.-Lay. Meteorol. 2011. V. 141, N 3. P. 369–391.
20. Lesouëf D., Gheusi F., Chazette P., Delmas R., Sanak J. Low tropospheric layers over reunion island in lidar-derived observations and a high-resolution model // Bound.-Lay. Meteorol. 2013. V. 149, N 3. P. 425–453.
21. Gibert F., Cuesta J., Yano J.-I., Arnault N., Flamant P.H. On the correlation between convective plume updrafts and downdrafts, lidar reflectivity and depolarization ratio // Bound.-Lay. Meteorol. 2007. V. 125, N 3. P. 553–573.
22. Банах В.А., Смалихо И.Н., Фалиц А.В., Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Антохин П.Н. Совместные радиозондовые и доплеровские лидарные измерения ветра в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 10. С. 911–916.
23. Matvienko G.G., Belan B.D., Panchenko M.V., Romanovskii O.A., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Turchinovich S.A., Turchinovich Y.S., Eremina T.A., Kozlov V.S., Terpugova S.A., Pol'kin V.V., Yausheva E.P., Chernov D.G., Zhuravleva T.B., Bedareva T.V., Odintsov S.L., Burlakov V.D., Nevzorov A.V., Arshinov M.Y., Ivlev G.A., Savkin D.E., Fofonov A.V., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Balin Y.S., Kokhanenko G.P., Penner I.E., Samoilova S.V., Antokhin P.N., Arshinova V.G., Davydov D.K., Kozlov A.V., Pestunov D.A., Rasskazchikova T.M., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Belan S.B., Shmargunov V.P., Kozlov A.S., Malyshkin S.B. Complex experiment on studying the microphysical, chemical, and optical properties of aerosol particles and estimating the contribution of atmospheric aerosol-to-earth radiation budget // Atmos. Measur. Tech. 2015. V. 8, N 10. P. 4507–4520.
24. Пеннер И.Э., Балин Ю.С., Макарова М.В., Аршинов М.Ю., Воронин Б.А., Белан Б.Д., Васильченко С.С., Сердюков В.И., Синица Л.Н., Половцева Е.Р., Кабанов Д.М., Коханенко Г.П. Измерения содержания водяного пара различными методами. Сравнения профилей водяного пара и аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 8. С. 728–738.
25. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 1. Методы восстановления оптических параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 4. С. 344–357; Samoilova S.V., Balin Yu.S., Kokhanenko G.P., Penner I.E. Investigations of the vertical distribution of troposphere aerosol layers based on the data of multifrequency Raman lidar sensing. Part 1. Methods of optical parameters retrieval // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 3. P. 302–315.
26. Balin Yu.S., Bairashin G.S., Kokhanenko G.P., Klemasheva M.G., Penner I.E., Samoilova S.V. LOSA-M2 aerosol Raman lidar // Quantum Electron. 2011. V. 41, N 10. P. 945–949.
27. Tao Z., McCormick M.P., Wu D., Liu Z., Vaughan M.A. Measurements of cirrus cloud backscatter colour ratio with a two-wavelength lidar // Appl. Opt. 2008. V. 47, N 10. P. 1478–1485.
28. Pearson G., Davies F., Collier C. An analysis of performance of the UFAM pulsed Doppler lidar for the observing the boundary layer // J. Atmos. Ocean. Technol. 2009. V. 26, N 2. P. 240–250.
29. Smalikho I.N. Techniques of wind vector estimation from data measured with a scanning coherent Doppler lidar // J. Atmos. Ocean. Technol. 2003. V. 20, N 2. P. 276–291.
30. Банах В.А., Брюер А., Пичугина Е.Л., Смалихо И.Н. Измерения скорости и направления ветра когерентным доплеровским лидаром в условиях слабого эхо-сигнала // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 5. С. 333–340; Bаnakh V.А., Brewer А., Pichugina Е.L., Smаlikhо I.N. Measurements of wind velocity and direction with coherent Doppler lidar in conditions of a weak echo signal // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 5. P. 381–388.
31. Vaisala radiosondes RS92.
URL:http://www.vaisala.com/en/products/soundingsystemsandradiosondes/radiosondes/Pages/RS92.aspx
32. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7(109). С. 21–25.
33. Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D., Stunder B.J.B., Cohen M.D., Ngan F. NOAA's HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2015. V. 96, N 12. P. 2059–2077.
34. Rolph G.D. Real-time Environmental Applications and Display sYstem (READY). NOAA Air Resources Laboratory, College Park, MD. 2016. URL: http://www. ready.noaa.gov
35. Гладких В.А., Макиенко А.Э., Федоров В.А. Акустический доплеровский локатор «Волна-3» // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 5. C. 422–429.
36. Камардин А.П., Коханенко Г.П., Невзорова И.В., Пеннер И.Э. Совместные исследования структуры пограничного слоя атмосферы на основе лидарных и содарных измерений // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 534–537.
37. Камардин А.П., Одинцов С.Л., Скороходов А.В. Идентификация внутренних гравитационных волн в атмосферном пограничном слое по данным содара // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 9. С. 812–818.
38. Kokhanenko G.P., Terpugova S.A.  Relationship of spatial structure of aerosol and humidity during passage of the internal gravity wave // Proc. SPIE 9292, 20th In. Symp. on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 92923S. 2014. DOI: 10.1117/12.2075503.
39. Одинцов С.Я. Исследования атмосферного пограничного слоя методами локальной и дистанционной акустической диагностики в ИОА СО РАН // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 981–987.
40. Kasten F. Visibility forecast in the phase of precondensation // Tellus. 1969. V. 21, N 5. P. 631–635.
41. Hanel G. The properties of atmospheric aerosol particles as function of relative humidity at the thermodynamic equilibrium with surrounding moist air // Adv. Geophys. 1976. V. 19. P. 73–188.
42. Orr Jr., Hurd C.F.K., Corbett W.J. Aerosol size and relative humidity // J. Colloid Sci. 1958. V. 13, N 5. P. 472–482.
43. Tang I.N. Phase transformation and growth of aerosol particles composed of mixed salts // J. Aerosol Sci. 1976. V. 7, N 5. P. 361–371.
44. Martin S.T. Phase transitions of aqueous atmospheric particles // Chem. Rev. 2000. V. 100, N 9. P. 3403–3453.
45. Fitzerald J.W. Approximation formulas for the equilibrium size of an aerosol particle as a function of its dry size and composition and the ambiant relative humidity // J. Appl. Meteorol. 1975. V. 14, N 6. P. 1044–1049.
46. Панченко М.В., Терпугова С.А., Козлов В.С., Полькин В.В., Яушева Е.П. Годовой ход конденсационной активности субмикронного аэрозоля в приземном слое атмосферы Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 8. С. 678–683.
47. Terpugova S.A., Panchenko M.V., Sviridenkov M.A., Yausheva E.P. Different types of dependence of aerosol properties upon relative humidity // J. Aerosol Sci. 2004. Suppl. 35. V. 1. P. 1043–1044.
48. Терпугова С.А., Докукина Т.А., Яушева Е.П., Панченко М.В. Сезонные особенности проявления различных типов гигрограмм коэффициента рассеяния // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 11. С. 952–957.
49. Kovalev V.A., Eichinger W.E. Elastic Lidar. Hoboken, New Jersey: John Willey & Sons, Inc., 2004. 615 p.
50. Ackermann J. The extinction-to-backscatter ratio of tropospheric aerosol: A numerical study // J. Atmos. Ocean. Technol. 1998. V. 15, N 4. P. 1043–1050.
51. Балин Ю.С., Креков Г.М., Самохвалов И.В., Рахимов Р.Ф. Влияние влажности на локационное рассеяние в атмосфере // Метеорол. и гидрол. 1978. № 8. С. 114–119.
52. de Leeuw G., Kunz G.J., Lamberts C.W. Humidity effects on the backscatter/extinction ratio // Appl. Opt. 1986. V. 25, N 22. P. 3971–3974.
53. Anderson T.L., Masonis S.J., Covert D.S., Charlson R.J., Rood M.J. In situ measurement of the aerosol extinction to backscatter ratio at a polluted continental site // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, N 22. P. 26907–26915.
54. Feingold G., Morley B. Aerosol hygroscopic properties as measured by lidar and comparison with in situ measurements // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 11. 4327.
55. Salemink H.W.M., Bergwerff J.B., Schotanus P. Quantitative lidar at 532 nm for vertical extinction profiles and the effect of relative humidity // Appl. Phys. B. 1984. V. 34, N 4. P. 187–189.
56 Wulfmeyer V., Feingold G. On the relationship between relative humidity and particle backscattering coefficient in the marine boundary layer determined with differential absorption lidar // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 4. P. 4729–4741.
57. Dupont E., Pelon J., Flamant C. Study of the moist convective boundary layer structure by backscattering lidar // Bound.-Lay. Meteorol. 1994. V. 69, N 1. P. 1–25.
58. World Meteorological Organization. Guide to meteorological instruments and methods of observation. N 8. 2008. URL: http://www.wmo.int/pages/prog/www/ IMOP/CIMO-Guide.html
59. Лидары ЛОЗА. URL: http://loza.iao.ru