О возможности многоканальных оптических зондов обратного рассеяния для совместных баллонных и лидарных исследований аэрозольного состава средней атмосферы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Аэрозольные зонды обратного рассеяния в практике аэрологического зондирования наряду с лидарным зондированием применяются в ночное время для изучения и мониторинга полярных стратосферных облаков, тропосферного и стратосферного аэрозоля, перистых облаков, пироконвекции, вулканического аэрозоля, а также для верификации дистанционных методов и средств аэрозольных наблюдений наземного и спутникового базирования. Для аэрозольных зондов используется простая двухволновая методика измерений, позволяющая диагностировать по цветовому индексу изменения в составе аэрозоля. Возможности двухволновой методики имеют ограничения, которые рассматриваются в данной статье. Аэрологическое зондирование, совмещенное с лидарными наблюдениями, расширяет диапазон длин волн для многоволновых исследований, а прямые измерения температуры атмосферы повышают точность аэрозольного зондирования. В работе рассматривается вопросы применение 3-х и более волновых методик. Приводятся данные зондовых измерений с использований длин волн 470, 528, 850 и 940 нм и лидарного зондирования на длинах волн 355 и 532 нм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Балугин

“Центральная аэрологическая обсерватория”

Email: v_yushkov@mail.ru
Россия, 141700, Долгопрудный, Московская обл., ул. Первомайская, 3

Б. А. Фомин

“Центральная аэрологическая обсерватория”

Email: v_yushkov@mail.ru
Россия, 141700, Долгопрудный, Московская обл., ул. Первомайская, 3

В. А. Юшков

“Центральная аэрологическая обсерватория”

Автор, ответственный за переписку.
Email: v_yushkov@mail.ru
Россия, 141700, Долгопрудный, Московская обл., ул. Первомайская, 3

В. Н. Маричев

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН

Email: v_yushkov@mail.ru
Россия, 634055, Томск, площадь Академика Зуева, 1

Д. А. Бочковский

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН

Email: v_yushkov@mail.ru
Россия, 634055, Томск, площадь Академика Зуева, 1

Список литературы

  1. Балугин Н.В., Фомин Б.А., Юшков В.А. Оптический зонд обратного рассеяния для баллонных аэрологических измерений // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. № 3. С. 1–8.
  2. Балугин Н.В., Фомин Б.А., Лыков А.Д., Юшков В.А. Фомин Б.А. Оценка воздействия стратосферного аэрозоля на радиационный баланс стратосферы по данным оптического баллонного зонда обратного рассеяния и радиационного моделирования // Метеорология и гидрология. 2022. № 10. С. 121–129.
  3. Г. ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами. М.: Издательство иностранной литературы, 1961. 536 с.
  4. Зуев В.В. Лидарный контроль стратосферы. Новосибирск: Наука, 2004. 306 с.
  5. Маричев В.Н., Бочковский Д.А. Лидарный комплекс малой станции высотного зондирования атмосферы ИОА СО РАН // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 5. С. 399–406. https://doi.org/10.15372/AOO20200510
  6. Маричев В.Н., Матвиенко Г.Г., Юшков В.А., Балугин Н.В., Бочковский Д.А. Лидарно-баллонный эксперимент по исследованию стратосферного аэрозоля для климатических наблюдений и диагностических задач // Метеорология и гидрология. 2022. № 11. С. 41–47.
  7. Brabec M., Wienhold F.G., Luo B.P., Vomel H., Immler F., Steiner P., Hausammann E., Weers U., Peter T. Particle backscatter and relative humidity measured across cirrus clouds and comparison with microphysical cirrus modeling // Atmos. Chem. Phys. 2012. № 12. P. 9135–9148. https://doi.org/10.5194/acp-12-9135-2012
  8. Blake D.F., Kato K. Latitudinal distribution of black carbon soot in the upper troposphere and lower stratosphere // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. № D4. P. 7195–7202.
  9. Fomin B.A., Mazin I.P. Model for an investigation of radiative transfer in cloudy atmosphere // Atmospheric Research. 1998. V. 47–48. P. 127–153.
  10. Rosen J.M., Kjome N.T. Backscattersonde: a new instrument for atmospheric aerosol research. APPLIED OPTICS. 1991. V. 30. № 12. Р 1552–1561.
  11. Zhang Y. et al. Top-of-atmosphere radiative forcing affected by brown carbon in the upper troposphere // Nature geoscience, advance online publication, published online: 22 may 2017. https://doi.org/10.1038/ngeo2960WCP-112
  12. A preliminary cloudless standard atmosphere for radiation calculation // World Climate Research Program. WMO/TD, 1986. 66 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты лидарно-баллонного эксперимента в Томске в ночь с 27 на 28 января 2022 г. в виде вертикальных профилей R – отношения значений суммарного коэффициентов обратного рассеяния к значению молекулярного рассеяния для разных длин волн (см. текст).

Скачать (318KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Индекс Ci для пар длин волн (470, 940) нм, (470, 850) нм и (470, 528) нм.

Скачать (87KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Коэффициенты обратного рассеяния (в относительных единицах) для климатических аэрозолей “SOOT” (сажевого), “H2SO4” (сернокислого) и “DUST” (пылевого) аэрозолей по результатам расчетов по теории Ми с использованием данных из работы [WCP-112, 1986].

Скачать (93KB)
Метаданные

Примечание

1Статья подготовлена на основе устного доклада, представленного на IV Всероссийской конференции с международным участием “Турбулентность, динамика атмосферы и климата”, посвященной памяти академика А.М. Обухова (Москва, 22–24 ноября 2022 г.).


© Российская академия наук, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.