Том 35, номер 12, статья № 3

Полькин Вас.. В., Полькин В. В., Панченко М. В. Многолетние наблюдения ореольной индикатрисы рассеяния в приземном слое пригорода Томска (2010–2021 гг.). // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 12. С. 987–992. DOI: 10.15372/AOO20221203.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Анализируются данные долговременных измерений ореольной индикатрисы рассеяния для углов j = 1,2° и j = 20° (I1,2 и I20), которые были получены с помощью ореольного фотометра закрытого типа на аэрозольной станции ИАО СО РАН в 2010–2021 гг. Анализ временной изменчивости параметров проведен для межгодовых, годовых данных и суточного хода часовых измерений. Среднесуточные значения параметров I1,2, I20 рассчитывались из часовых данных, среднемесячные – из среднесуточных, среднегодовые – из среднемесячных. Слабый, но значимый (по уровню р = 0,05) временной тренд обнаружен только для межгодовых значений I1,2 – 1,14% в год. В годовом ходе I1,2 отчетливо наблюдается монотонный рост значений от зимних месяцев к летним, а в годовом ходе I20 – наоборот уменьшение. Дымы удаленных лесных пожаров в 2012, 2016 гг. и частично 2018, 2019 гг. нарушают эту картину повышенными значениями I20 с июля по сентябрь. Годовые вариации суточного хода среднемесячных  значений I1,2, I20 и отношения I20 /I1,2 характерны для континентального приземного аэрозоля. Дымы удаленных лесных пожаров приводят к высоким значениям I20 в ночное, утреннее и вечернее время, а уменьшение I20 в дневное время не достоверно с вероятностью 0,95 из-за высоких СКО.

Ключевые слова:

ореольная индикатриса рассеяния, временная изменчивость, субмикронный и крупнодисперсный атмосферный аэрозоль

Список литературы:

1. Boucher O., Randall D., Artaxo P., Bretherton C., Feingold G., Forster P., Kerminen V.-M., Kondo Y., Liao H., Lohmann U., Rasch P., Satheesh S.K., Sherwood S., Stevens B., Zhang X.Y. Clouds and Aerosols // Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (eds.). Cambridge University Press, 2014. P. 571–657.
2. IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (eds.). Cambridge: Cambridge University Press, 2013. 1535 p. DOI: 10.1017/CBO9781107415324.
3. Кондратьев К.Я. Глобальный климат. СПб.: Наука, 1992. 356 с.
4. Kondratyev K.Ya. Climatic Effects of Aerosols and Clouds. Chichester: Springer, 1999. 264 p.
5. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат: современное состояние и перспективы разработок. 3. Аэрозольное радиационное возмущающее воздействие // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 7. С. 565–575.
6. Кондратьев К.Я. От нано- до глобальных масштабов: свойства, процессы образования и последствия воздействий атмосферного аэрозоля. 7. Аэрозольное радиационное возмущение и климат // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 7. С. 535–556.
7. Derimia Y., Dubovi O., Huang X., Lapyonok T., Litvinov P., Kostinski A.B., Dubuisson P., Ducos F. Comprehensive tool for calculation of radiative fluxes: Illustration of shortwave aerosol radiative effect sensitivities to the details in aerosol and underlying surface characteristics // Atmos. Chem. Phys. 2016. V. 16. P. 5763–5780. DOI: 10.5194/acp-16-5763-2016.
8. Bouvet M., Thom K., Berthelot B., Bialek A., Czapla-Myers J., Fox N.P., Goryl P., Henry P., Ma L., Marc S., Meygre A., Wenny B.N., Woolliams E.R. RadCalNet: A Radiometric Calibration Network for Earth observing imagers operating in the visible to shortwave infrared Spectral Range // Remote Sens. 2019. V. 11, N 20. P. 2401. DOI: 10.3390/rs11202401.
9. Doxani G., Vermote E., Roger J.-C., Gascon F., Adriaensen S., Frantz D., Hagolle O., Hollstein A., Kirches G., Li F., Louis J., Mangin A., Pahlevan N., Pflug B., Vanhellemont Q. Atmospheric Correction Inter-Comparison Exercise // Remote Sens. 2018. V. 10, N 2. P. 352. DOI: 10.3390/rs10020352.
10. Li L., Dubovik O., Derimian Y., Schuster G.L., Lapyonok T., Litvinov P., Ducos F., Fuertes D., Chen C., Li Z., Lopatin A., Torres B., Che H. Retrieval of aerosol components directly from satellite and ground-based measurements // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19, N 21. P. 13409–13443. DOI: 10.5194/acp-19-13409-2019.
11. Satellite aerosol remote sensing over land / A.A. Kokhanovsky, G. de Leeuw (eds.). Chichester: Springer,Praxis, 2009. 398 p. DOI: 10.1007/978-3-540-69397-0.
12. Von Hoyningen-Huene W., Yoon J., Vountas M., Istomina L.G., Rohen G., Dinter T., Kokhanovsky A.A., Burrows J.P. Retrieval of spectral aerosol optical thickness over land using ocean color sensors MERIS and SeaWiFS // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4, N 2. P. 151–171.
13. Белов В.В., Тарасенков М.В., Энгель М.В., Гриднев Ю.В., Зимовая А.В., Познахарев Е.С., Абрамочкин В.Н., Федосов А.В., Кудрявцев А.Н. Атмосферная коррекция спутниковых изображений земной поверхности в оптическом диапазоне длин волн. Оптическая связь на рассеянном излучении // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 753–757; Belov V.V., Tarasenkov M.V., Engel M.V., Gridnev Yu.V., Zimovaya A.V., Abramochkin V.N., Poznakharev E.S., Fedosov A.V., Kudryavtsev A.N. Atmospheric correction of satellite images of the Earth’s surface in the optical wavelength range. Optical communication based on scattered radiation // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 80–84.
14. Тарасенков М.В., Зимовая А.В., Белов В.В., Энгель М.В. Восстановление коэффициентов отражения земной поверхности по спутниковым измерениям MODIS с учетом поляризации излучения // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 8. С. 641–649; Tarasenkov M.V., Zimovaya A.V., Belov V.V., Engel M.V. Retrieval of reflection coefficients of the earth’s surface from modis satellite measurements considering radiation polarization // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 2. P. 179–187.
15. Lurton T., Renard J.-B., Vignelles D., Jeannot M., Akiki R., Mineau J.-L., Tonnelier T. Light scattering at small angles by atmospheric irregular particles: Modelling and laboratory measurements // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. P. 931–939. DOI: 10.5194/amt-7-931-2014.
16. WMO Global Atmosphere Watch (GAW) Implementation Plan: 2016–2023. Geneva: WMO, 2017. N 228. 84 p.
17. Розенберг Г.В. Рассеяние света в земной атмосфере // Успехи физ. наук. 1960. Т. 71, вып. 2. C. 173–213.
18. Юнге Х. Химический состав и радиактивность атмосферы. М.: Мир, 1965. 424 c.
19. Розенберг Г.В., Сандомирский А.Б. Оптическая стратификация атмосферного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1971. Т. 7, № 7. C. 737–749.
20. Bullrich K. Scattering radiation in the atmosphere and the natural aerosol // Adv. Geophys. 1964. V. 10. P. 99–260.
21. Зуев В.Е. Прозрачность атмосферы для видимых и инфракрасных лучей. М.: Сов. радио, 1966. 317 с.
22. Розенберг Г.В. Оптические исследования атмосферного аэрозоля // Успехи физ. наук. 1968. Т. 95, вып. 1. С. 159–208.
23. Розенберг Г.В. Свойства атмосферного аэрозоля по данным оптического исследования // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1967. Т. 3, № 9. С. 936–949.
24. Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения / под ред. К.Я. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 119 с.
25. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометеоиздат, 1986. 160 с.
26. Розенберг Г.В. Возникновение и развитие атмосферного аэрозоля – кинетически обусловленные параметры // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1983. Т. 19, № 1. С. 21–35.
27. Boucher O., Bellassen V., Benveniste H., Ciais P., Criqui P., Guivarch C., Le Treut H., Mathy S., Seferian R. In the wake of Paris Agreement, scientists must embrace new directions for climate change research // PNAS. 2016. V. 113, N 27. P. 7287–7290. DOI: 10.1073/pnas.1607739113. https://www.pnas.org/content/pnas/113/27/7287.full.pdf.
28. Ташенов Б.Т. Околосолнечный ореол и атмосферный аэрозоль / Рассеяние и поглощение света в атмосфере. Алма-Ата: Наука Казахской СССР, 1971. С. 29–37.
29. Горчаков Г.И., Исаков А.А. Ореольные индикатрисы дымки // Изв. АН СССР. Сер. физ. атмосф. и океана. 1974. Т. 10, № 5. С. 504–511.
30. Беляев С.П., Никифорова Н.К., Смирнов В.В., Щелчков Г.И. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. М.: Энергоиздат, 1981. 232 c.
31. Pritchard B.S., Eliott W.G. Two instruments for atmospheric optics measurements // J. Opt. Soc. Atmos. 1960. V. 50, N 3. P. 191–199.
32. Горчаков Г.И., Исаков А.А., Свириденков М.А. Статистические связи между коэффициентом рассеяния и коэффициентом направленного светорассеяния в области углов 0,5–165° // Изв. АН СССР. Сер. физ. атмосф. и океана. 1976. Т. 12, № 12. С. 1261–1267.
33. Любовцева Ю.С., Розенберг Г.В. Ореольная часть индикатрисы рассеяния в приземном воздухе // Изв. АН СССР. Сер. физ. атмосф. и океана. 1966. Т. 2, № 3. С. 248–262.
34. Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V. Inter-annual and seasonal variability of the diurnal behavior of aureole scattering phase function at the aerosol monitoring station of LOA IAO SB RAS in 2010–2014 // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. DOI: 10.1117/12.2205780.
35. Polkin Vas.V. Seasonal variation of the diurnal behavior of aureole scattering phase function at the aerosol monitoring station of LOA IAO SB RAS // Proc. SPIE. 2018. V. 10833. DOI: 10.1117/12.2503052.
36. Polkin Vas.V., Panchenko M.V. Annual variation of the of aureole scattering phase function at the surface layer of the Tomsk suburb // Proc. SPIE. 2019. V. 11208. DOI: 10.1117/12.2540709.
37. Свириденков М.А. Аппроксимация ван де Хюлста и микроструктура пылевого аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1993. Т. 29, № 2. C. 218–221.
38. Шмаргунов В.П., Полькин Вик.В., Тумаков А.Г., Панченко М.В., Полькин Вас.В. Ореольный фотометр закрытого объема // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 6. С. 155–157.
39. Ореольный фотометр закрытого типа: Патент на полезную модель № 142875. Россия, МПК, G01J 1/04. Полькин Вас.В., Полькин В.В., Шмаргунов В.П., Тумаков А.Г., Панченко М.В.; ФГБУН Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН. № 2013136713/28; Заявл. 06.08.2013; Опубл. 10.07.2014. Бюл. № 19.
40. Панченко М.В., Полькин В.В., Полькин Вас.В., Козлов В.С., Яушева Е.П., Шмаргунов В.П. Распределение по размерам «сухой основы» частиц в приземном слое атмосферы пригородного района г. Томска в рамках эмпирической классификации типов «аэрозольной погоды» // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 7. С. 539–547; Panchenko M.V., Pol'kin V.V., Pol'kin Vas.V., Kozlov V.S., Yausheva E.P., Shmargunov V.P. The size distribution of the “dry matter” of particles in the surface air layer in suburbs of Tomsk within the empirical classification of “aerosol weather” types // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 6. P. 655–662. DOI: 10.1134/S1024856019060113.
41. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. 648 с.
42. Ковалев А.Ф. Некоторые характеристики поверхности земли как источника аэрозоля // Тр. ИЭМ. 1990. № 51. C. 83–87.
43. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева Е.П. Субмикронный аэрозоль и сажа приземного слоя в суточном ходе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 561–569; Kozlov V.S., Panchenko M.V., Yausheva E.P. Diurnal variations of the submicron aerosol and black carbon in the near-ground layer // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 1. P. 30–38.