Том 37, номер 07, статья № 6

Аннотация:

Сопоставление данных спутниковых измерений с результатами измерений с помощью других средств – важнейшая и необходимая составляющая валидации спутниковых данных. В настоящей работе сопоставлены результаты спектрометрических измерений содержания NO₂ в атмосфере с помощью спутникового прибора OMI (Ozone Monitoring Instrument) в 2004–2020 гг. с данными наземных сумеречных зенитных измерений на 14 станциях сети по обнаружению изменений состава атмосферы (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change – NDACC). Получены широтные распределения содержания NO₂ и характеристик сопоставления: разности содержаний, коэффициентов корреляции и линейной регрессии между спутниковыми и наземными данными. Предложены критерии поверки межгодовых и долговременных изменений содержания NO₂ по данным OMI на основе результатов наземных измерений. Выявлены широтные – полушарные и региональные – особенности соответствия между спутниковыми и наземными данными. Получена существенно новая информация о зависимости характеристик сопоставления от уровня загрязнения нижней тропосферы окислами азота, а также временного масштаба вариаций NO₂: межсуточного, сезонного и межгодового. Результаты будут полезны при анализе изменчивости NO₂ по данным OMI.

Ключевые слова:

NO2, спектрометрические измерения, OMI, NDACC, сопоставление

Список литературы:

1. Boersma K.F., Jakob D.J., Eskes H.J., Pinder R.W., Wang J., van der A R.J. Intercomparison of SCIAMACHY and OMI tropospheric NO₂ columns: Observing the diurnal evolution of chemistry and emissions from space // J. Geophys. Res. 2008. V. 113, N D16S26. DOI: 10.1029/2007JD008816.
2. Celarier E.A., Brinksma E.J., Gleason J.F., Veefkind J.P., Cede A., Herman J.R., Ionov D., Goutail F., Pommereau J.P., Lambert J.C., van Roozendael M., Pinardi G., Wittrock F., Schonhardt A., Richter A., Ibrahim O.W., Wagner T., Bojkov B. Mount G., Spinei E., Chen C.M., Pongetti T.J., Sander S.P., Bucsela E.J., Wenig M.O., Swart D.P.J., Volten H., Kroon M., Levelt P.F. Validation of Ozone Monitoring Instrument nitrogen dioxide columns // J. Geophys. Res. 2008. V. 113, N D15S15. DOI: 10.1029/2007JD008908.
3. Ionov D.V., Timofeyev Y.M., Sinyakov V.P., Seme­nov V.K., Goutail F., Pommereau J.-P., Bucsela E.J., Celarier E.A., Kroon M. Ground-based validation of EOS-Aura OMI NO₂ vertical column data in the midlatitude mountain ranges of Tien Shan (Kyrgyzstan) and Alps (France) // J. Geophys. Res. 2008. V. 113, N D15S08. DOI: 10.1029/2007JD008659.
4. Irie H., Kanaya Y., Akimoto H., Tanimoto H., Wang Z., Gleason J.F., Bucsela E.J. Validation of OMI tropospheric NO₂ column data using MAX-DOAS measurements deep inside the North China Plain in June 2006: Mount Tai Experiment 2006 // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. P. 6577–6586.
5. Kramer L.J., Leigh R.J., Remedios J.J., Monks P.S. Comparison of OMI and ground-based in situ and MAX-DOAS measurements of tropospheric nitrogen dioxide in an urban area // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. D16S39. DOI: 10.1029/2007JD009168.
6. Wenig M.O., Cede A.M., Bucsela E.J., Celarier E.A., Boersma K.F., Veefkind J.P., Brinksma E.J., Gleason J.F., Herman J.R. Validation of OMI tropospheric NO₂ column densities using direct-Sun mode Brewer measurements at NASA Goddard Space Flight Center // J. Geophys. Res. 2008. V. 113, N D16S45. DOI: 10.1029/2007JD008988.
7. Груздев А.Н., Елохов А.С. Валидация результатов измерений содержания NO₂ в вертикальном столбе атмосферы с помощью прибора OMI с борта спутника EOS-Aura по данным наземных измерений на Звенигородской научной станции // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2009. Т. 45, № 4. С. 477–488.
8. Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Validation of Ozone Monitoring Instrument NO₂ measurements using ground based NO₂ measurements at Zvenigorod, Russia // Int. J. Remote Sens. 2010. V. 31, N 2. P. 497–511. DOI: 10.1080/01431160902893527.
9. Bucsela E.J., Krotkov N.A., Celarier E.A., Lamsal L.N., Swartz W.H., Bhartia P.K., Boersma F., Veefkind J.P., Gleason J.F., Pickering K.E. A new stratospheric and tropospheric NO₂ retrieval algorithm for nadir-viewing satellite instruments: Applications to OMI // J. Meas. Technol. 2013. V. 6. P. 2607–2626.
10. Груздев А.Н., Елохов А.С. Сопоставление результатов многолетних измерений содержания NO₂ в стратосфере и тропосфере с помощью спутникового прибора OMI с результатами наземных измерений // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 1. С. 88–111. DOI: 10.31857/S0002351523010054; Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Comparison of data of OMI long-term measurements of NO₂ contents in the stratosphere and troposphere with the results of ground-based measurements // Izvestiya, Atmos. Oceanic Phys. 2023. V. 59, N 1. P. 78–99. DOI: 10.1134/S000143382301005X.
11. Levelt P.F., Joiner J., Tamminen J., Veefkind J.P., Bhartia P.K., Zweers D.C.S., Duncan B.N., Streets D.G., Eskes H., Van Der R.A., McLinden C., Fioletov V., Carn S., de Laat J., DeLand M., Marchenko S., McPeters R., Ziemke J., Fu D., Liu X., Pickering K., Apituley A., Abad G.G., Arola A., Boersma F., Miller C.C., Chance K., de Graaf M., Hakkarainen J., Hassinen S., Ialongo J., Kleipool Q., Krotkov N., Li C., Lamsal L., Newman P., Nowlan C., Suleiman R., Tilstra L.J., Torres O., Wang H., Wargan K. The Ozone Monitoring Instrument: Overview of 14 years in space // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 5600–5745. DOI: 10.5194/acp-18-5699-2018.
12. Johnston P.V., McKenzie R.L. NO₂ observations at 45° S during the decreasing phase of solar cycle 21, from 1980 to 1987 // J. Geophys. Res. V. 94. N D3. P. 3473–3486.
13. Vaughan G., Quinn P.T., Green A.C., Bean J., Roscoe H.K., van Roozendael M., Goutail F. SAOZ measurements of NO₂ at Aberystwyth // J. Environ. Monit. 2006. V. 8. P. 353–361. DOI: 10.1039/b511482a.
14. Aura OMI Version 3 Level 2 Overpass Data. URL: https://avdc.gsfc.nasa.gov/pub/data/satellite/Aura/OMI/V03/L2OVP/OMNO2/ (дата обращения: 22.01.2023).
15. NDACC. URL: https://ndacc.larc.nasa.gov/instruments/uv-visible-spectrometer (дата обращения: 22.01.2023).
16. Елохов А.С., Груздев А.Н. Измерения общего содержания и вертикального распределения NO₂ на Звенигородской научной станции // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2000. Т. 36, № 6. С. 831–846.
17. Груздев А.Н., Елохов А.С. Изменения общего содержания и вертикального распределения NO₂ по результатам 30-летних измерений на Звенигородской научной станции ИФА им. А.М. Обухова РАН // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 1. С. 99–112. DOI: 10.31857/S0002351521010089; Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Changes in the column content and vertical distribution of NO₂ according to the results of 30-year measurements at the Zvenigorod Scientific Station of the A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2021. V. 57, N 1. P. 91–103.