Том 38, номер 11, статья № 5

Аннотация:

Большинство измерений аэрозольного ослабления атмосферы проводятся в видимой и ближней ИК-областях спектра. Для многих задач атмосферной оптики необходимы данные о спектральном ходе коэффициентов аэрозольного ослабления в видимой и ИК- областях, включая «окно прозрачности» атмосферы 8–12 мкм. В связи с этим большой интерес представляют модели, позволяющие по измерениям в видимой области спектра рассчитать ослабление в видимой и ИК-областях спектра. В настоящей работе предложена однопараметрическая модель спектрального хода коэффициента аэрозольного ослабления в приземном слое атмосферы. Входным параметром модели является коэффициент аэрозольного ослабления на длине волны 0,55 мкм или метеорологическая дальность видимости (S_m). Она позволяет рассчитать средние значения коэффициента аэрозольного ослабления в области спектра 0,44–12 мкм при S_m > 8 км. Модель можно использовать для оценки эффективности работы разных оптических систем и разделения аэрозольного ослабления на субмикронную и грубодисперсную компоненты.

Ключевые слова:

атмосфера, коэффициент аэрозольного ослабления, метеорологическая дальность видимости, модель

Список литературы:

1. Малкевич М.С., Георгиевский Ю.С., Чавро А.И., Шукуров А.Х. Статистические характеристики спектральной структуры ослабления радиации в приземном слое воздуха // Изв. АН СССР. Сер. Физ. атмосф. и океана. 1977. Т. 13, № 12. С. 1257–1267.
2. Горчаков Г.И., Свириденков М.А. Статистическая модель оптических характеристик атмосферной дымки // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1979. Т. 15, № 1. С. 53.
3. Nilsson B. Meteorological influence on aerosol extinction in the 0.2–40 mm wavelength range // Appl. Opt. 1979. V. 18, N 20. P. 3457–3473. DOI: 10.1364/AO.18.003457.
4. Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свириденков М.А. Однопараметрическая модель приземного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1981. Т. 17, № 1. С. 39–49.
5. Кондратьев К.Я., Поздняков Д.В. Аэрозольные модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 104 с.
6. Hess M., Koepke P., Schult I. Optical properties of aerosols and clouds: The software package OPAC // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 5. P. 831–844. DOI: 10.1175/1520-0477(1998)079<0831:OPOAAC>2.0.CO;2.
7. Карпов А.В., Горчаков Г.И., Гущин Р.А., Даценко О.И. Вертикальные турбулентные потоки пылевого аэрозоля // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 5. С. 565–574.
8. Kato S., Thorsen T.J., Ham S.-H., Loeb N.G., Ferrare R.A., Winker D.M., Barker H., Stephens G.L., Schmidt S., Meyer K.G., Cairns B. Effect of spectral variability of aerosol optical properties on direct aerosol radiative effect // Front. Remote Sens. 2022. V. 3. DOI: 10.3389/frsen.2022.904505.
9. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Лезина Е.А., Иорданский М.А., Исаков А.А. Условно-фоновый уровень аэрозольного загрязнения приземного воздуха в Москве и пригороде: сезонные вариации // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2023. Т. 59, № 6. С. 754–773.
10. Горчаков Г.И., Чхетиани О.Г., Карпов А.В., Гущин Р.А., Даценко О.И. Турбулентные потоки аэрозоля и тепла на опустыненной территории при всплесковой эмиссии пылевого аэрозоля // Докл. РАН. Науки о Земле. 2024. Т. 515, № 1. С. 124–131.
11. Виноградова А.А., Губанова Д.П., Копейкин В.М. Изменчивость содержания черного углерода и аэрозолей РМ₁₀ и РМ_2,5 в приземном воздухе мегаполиса // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2024. Т. 60, № 3. С. 320–334.
12. Возмищев И.Ю., Бетин С.А., Печковская А.А., Гнатюк А.И. Оценка коэффициента оптической прозрачности атмосферы на наклонных и вертикальных трассах по измерениям метеорологической дальности видимости на приземных трассах // Науч.-техн. конф. Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио. 2024. Т. 79, № 1. С. 32–35. URL: https://conf-ntores.etu.ru/assets/files/2024/sbornik-novyj/032-035.pdf.
13. Горчаков Г.И., Даценко О.И., Карпов А.В., Гущин Р.А. Селективное поглощение в видимой области спектра пыльной мглы на ближнем востоке весной 2022 г. // Докл. РАН. Науки о Земле. 2025. Т. 521, № 1. С. 116–122.
14. Shchelkanov N.N., Pkhalagov Yu.A. Two-parameterical model of aerosol extinction in the wavelength range 0.4–12 mm // Proc. SPIE. 1999. V. 3983. P. 32–35. DOI: 10.1117/12.370517.
15. Panchenko M.V., Zhuravleva T.B., Terpugova S.A., Polkin V.V., Kozlov V.S. An empirical model of optical and radiative characteristics of the tropospheric aerosol over West Siberia in summer // Atmos. Meas. Tech. 2012. V. 5, N 7. P. 1513–1527. DOI: 10.5194/amt-5-1513-2012.
16. Shchelkanov N.N., Pkhalagov Yu.A. One-parameter seasonal models of aerosol extinction for the near-ground layer of the atmosphere in arid zone // Proc. SPIE. 2014. V. 9292, N 3U. 7 p. DOI: 10.1117/12.2074821.
17. Panchenko M.V., Kozlov V.S., Polkin V.V., Polkin Vas.V., Terpugova S.A., Uzhegov V.N., Chernov D.G., Shmargunov V.P., Yausheva E.P., Zenkova P.N. Aerosol characteristics in the near-ground layer of the atmosphere of the city of Tomsk in different types of aerosol weather // Atmosphere. 2020. V. 11, N 1. P. 20–39. DOI: 10.3390/atmos11010020.
18. 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. DOI: 10.15372/AOO20190705; 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.
19. Панченко М.В., Кабанов М.В., Пхалагов Ю.А., Белан Б.Д., Козлов В.С., Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н., Полькин В.В., Терпугова С.А., Толмачев Г.Н., Яушева Е.П., Аршинов М.Ю., Симоненков Д.В., Шмаргунов В.П., Чернов Д.Г., Турчинович Ю.С., Полькин Вас.В., Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Зенкова П.Н. Комплексные исследования тропосферного аэрозоля в ИОА СО РАН (этапы развития) // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 703–716. DOI: 10.15372/AOO20190903; Panchenko M.V., Kabanov M.V., Pkhalagov Yu.A., Belan B.D., Kozlov V.S., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Uzhegov V.N., Shchelkanov N.N., Polkin V.V., Terpugova S.A., Tolmachev G.N., Yausheva E.P., Arshinov M.Yu., Simonenkov D.V., Shmargunov V.P., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Pol’kin Vas.V., Zhuravleva T.B., Nasrtdinov I.M., Zenkova P.N. Integrated studies of tropospheric aerosol at the Institute of Atmospheric Optics (development stages) // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 27–41.
20. Зенкова П.Н., Терпугова С.А., Полькин В.В., Полькин Вас.В., Ужегов В.Н., Козлов В.С., Яушева Е.П., Панченко М.В. Развитие эмпирической модели оптических характеристик аэрозоля Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 3. С. 192–198. DOI: 10.15372/AOO20210305; Zenkova P.N., Terpugova S.A., Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V., Uzhegov V.N., Kozlov V.S., Yausheva E.P., Panchenko M.V. Development of an empirical model of optical characteristics of aerosol in Western Siberia // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 4. P. 320–326.
21. Филиппов В.Л., Макаров А.С., Иванов В.П. Построение региональных полуэмпирических моделей оптических характеристик атмосферы // Докл. АН СССР. 1982. Т. 265, № 6. С. 1353–1356.
22. Pkhalagov Yu.A., Uzhegov V.N., Shchelkanov N.N. The spectral structure of aerosol extinction coefficients in the ground layer of the atmosphere in arid zone // J. Aerosol. Sci. 1995. V. 26, suppl. 1. P. 363–364.
23. Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Аэрозольное ослабление оптического излучения в атмосфере аридной зоны // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 10. C. 1318–1329.
24. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985. 112 с.
25. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). М.: Сов. радио, 1977. 368 с.
26. Рахимов Р.Ф., Ужегов В.Н., Макиенко Э.В., Пхалагов Ю.А. О наиболее вероятных значениях коэффициента аэрозольного ослабления атмосферной дымки по долговременным рядам наблюдений на приземной горизонтальной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 7. С. 566–573.
27. Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Исследование аэрозольного ослабления оптического излучения в зимних условиях // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 8. C. 1067–1076.
28. Кабанов М.В., Панченко М.В., Пхалагов Ю.А., Веретенников В.В., Ужегов В.Н., Фадеев В.Я. Оптические свойства прибрежных атмосферных дымок. Новосибирск: Наука, 1988. 201 с.
29. Филиппов В.Л., Макаров А.С., Иванов В.П. Статистические характеристики ослабления видимой и ИК-радиации в приземном слое атмосферы // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1979. Т. 15, № 3. С. 257–265.
30. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982. 200 с.
31. Креков Г.М., Звенигородский С.Г. Оптическая модель средней атмосферы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1990. 278 с.