Том 32, номер 02, статья № 6

Фролькис В. А., Кокорин А. М. Влияние внутренней структуры частиц на оптические свойства стратосферного аэрозоля, радиационный форсинг и среднегодовую среднеглобальную температуру поверхности. // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 02. С. 131–140. DOI: 10.15372/AOO20190206.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Рассматриваются одно- и двухфазные аэрозольные частицы стратосферного аэрозоля. К первым относятся однородные частицы, являющиеся жидкой каплей 75%-го раствора серной кислоты, а ко вторым – капли сернокислой кислоты, в которой растворены неорганические примеси. Оптические свойства двухфазных частиц рассматриваются в приближении двухслойных, просветленных и квазиоднородных сфер. Изучается влияние внутренней структуры аэрозольных частиц и параметров их распределения по размерам на мгновенный радиационный форсинг и радиационную температуру подстилающей поверхности для аэрозольного слоя с оптической толщиной, равной 0,05 в видимом диапазоне. Частицы, его составляющие, могут приводить как к парниковому, так и к антипарниковому эффекту. Показано, что антипарниковый эффект (порядка 4 ÷ 8 Вт/м2) создают ансамбли двухслойных частиц: 1) с узкими распределениями по размерам, 2) с более широкими распределениями и средними радиусами, не превышающими 0,25 ÷ 0,40 мкм, а парниковый эффект (порядка 2 ÷6 Вт/м2) возникает при бо́льших средних радиусах и широких распределениях.

Ключевые слова:

стратосферный сульфатный аэрозоль; двухслойные, просветленные, квазиоднородные и однородные частицы; оптические свойства; мгновенный радиационный форсинг; парниковый и антипарниковый эффекты; радиационная температура поверхности; компенсация парникового п

Список литературы:

1. IPCC: Climate Change 2013 – The Physical Science Basis. Cambridge University Press, 2014. 1552 p. URL: http://www.ipcc.ch/index.htm (last access: 9.12.18).
2. Robock A. Volcanic eruption and climate // Rev. Geophys. 2000. V. 38, N 2. P. 191–219.
3. Будыко М.И. Изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 280 c.
4. Gray W.M., Frank W.M., Corrin M.L., Stokes C.A. Weather modification by carbon dust absorption of solar Energy // J. Appl. Meteorol. 1976. V. 15. P. 355–386.
5. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометеоиздат, 1986. 159 c.
6. Кондратьев К.Я. Радиационное возмущающее воздействие, обусловленное аэрозолем // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16, № 1. С. 5–18.
7. Израэль Ю.А. Эффективный путь сохранения климата на современном уровне – основная цель решения климатической проблемы // Метеорол. и гидрол. 2005. № 10. С. 5–9.
8. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат: современное состояние и перспективы разработок. Аэрозольное радиационное возмущающее воздействие // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 7. С. 565–575.
9. Macro-engineering. A challenge for the future / V. Badescu, R.B. Cathcart, R.D. Schuiling (eds.) // Water science and technology library. Dordrecht: Springer, 2006. V. 54. 318 p.
10. Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий.  Проблема Киотского протокола: материалы Совета-семинара при Президенте Российской академии наук / ред.-сост. Н.М. Шушарина. М.: Наука, 2006. 407 c.
11. Израэль Ю.А., Борзенкова И.И., Северов Д.А. Роль стратосферных аэрозолей в сохранении современного климата // Метеорол. и гидрол. 2007. № 1. С. 5–14.
12. Rasch P.J., Crutzen P.J., Coleman D.B. Exploring the geoengineering of climate using stratospheric sulfate aerosols: The role of particle size // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. L02809.
13. Креков Г.М., Рахимов P.O. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1982. 192 с.
14. Пришивалко А.П., Бабенко В.А., Кузьмин В.Н. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами. Минск: Наука и техника, 1984. 263 с.
15. Ивлев Л.C. Структура аэрозолей в стратосфере // Параметризация некоторых видов непреднамеренного и направленного воздействий на атмосферу. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. Вып. 84. С. 74–89.
16. Васильев А.В., Ивлев Л.С. Эмпирические модели и оптические характеристики аэрозольных ансамблей двухслойных сферических частиц // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10, № 8. С. 856–865.
17. Ивлев Л.С., Коростина О.М. Расчеты оптических характеристик стратосферных аэрозольных частиц двухслойной структуры // Изв. РАН. 1994. Физ. атмосф. и океана. Т. 30, № 6. С. 802–806.
18. Ивлев Л.С., Довгалюк Ю.А. Физика атмосферных аэрозольных систем. СПб.: НИИХ СпбГУ, 1999. 194 с.
19. Кокорин А.М., Шифрин К.С. Влияние влажности на характеристики рассеяния света радиально-неоднородных частиц аэрозоля в пограничном слое над морем // Опт. журн. 2000. Т. 67, № 1. C. 26–31.
20. Кароль И.Л., Фролькис В.А. Энергобалансовая радиационно-конвективная модель глобального климата // Метеорол. и гидрол. 1984. № 8. С. 59–68.
21. Алоян А.Е., Ермаков А.Н., Арутюнян В.О. Аэрозоль в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Сульфатные частицы в северных широтах // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 2. С. 136–142.
22. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере: М.: Наука, 2008. 415 с.
23. A preliminary cloudless standard atmosphere for radiation computation. WCP-112. WMO/TD. № 24. 1986. 53 p.
24. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 4. Оптика атмосферного аэрозоля. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 254 с.
25. Кокорин А.М. Влияние влажности на характеристики рассеяния и поглощения света радиально-неоднородных частиц аэрозоля в пограничном слое над морем // Опт. журн. 2012. Т. 79, № 12. С. 3–12.
26. Мааров М.Я., Шарив В.П., Ломакинав Л.Д. Оптические характеристики модельных аэрозолей атмосферы Земли. М.: Ин-т прикл. матем. им. М.В. Келдыша АН СССР, 1989. 229 с.
27. Stenchikov G.L. Kirchner I., Robock A., Graf H.-F., Antuna J.C., Gringer R.G., Lambert A., Thomason L. Radiative forcing from the 1991 Mount Pinatubo volcanic eruption // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 12. P. 13837–13857.
28. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 660 с.
29. Frolkis V.A., Rozanov E.V. Radiation code for climate and general circulation models // IRS'92 Current problems in Atmospheric Radiation / S. Keevallik. Deepak Publ. Hampton, USA, 1993. P. 176–179.
30. Фролькис В.А., Кароль И.Л. Моделирование влияния параметров стратосферного аэрозольного экрана на эффективность компенсации парникового потепления глобального климата // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 8. С. 710–722; Frolkis V.А., Kаrоl’ I.L. Simulation of the effect of stratospheric aerosol dimming parameters on the efficiency of offsetting global greenhouse climate warming // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 1. P. 74–87.