Том 27, номер 08, статья № 10

Пеннер И.Э., Балин Ю.С., Макарова М.В., Аршинов М.Ю., Воронин Б.А., Белан Б.Д., Васильченко С.С., Сердюков В.И., Синица Л.Н., Половцева Е.Р., Кабанов Д.М., Коханенко Г.П. Измерения содержания водяного пара различными методами. Cравнения профилей водяного пара и аэрозоля. // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 08. С. 728-738.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Представлены результаты измерения общего содержания водяного пара, полученные в Томске весной 2012 г. во время комплексного эксперимента, проведенного Институтом оптики атмосферы СО РАН (ИОА СО РАН) с использованием различных методов и средств. Сравниваются данные, полученные Фурье-спектрометром, солнечным фотометром, а также данные спутниковых, самолетных, лидарных и радиозондовых измерений.
Регистрация спектров поглощения солнечного излучения, прошедшего через всю толщу атмосферы Земли, проводилась на Фурье-спектрометре IFS-125M (Bruker) в диапазоне 400–1250 нм. Результаты, полученные в ходе измерений, обрабатывались программой SFIT v3.92, в которой использовались данные метеозондирования на станциях ВМО и радиозондовые ИОА СО РАН. В качестве априорных профилей концентраций газов в атмосфере были использованы профили, рассчитанные при помощи климатической модели WACCM. Измерения общего влагосодержания и аэрозольной оптической толщи атмосферы в ИОА СО РАН осуществляются с помощью автоматизированных солнечных фотометров серии SP.
Сравнение измерений солнечного фотометра с Фурье-измерениями показало, что разница между ними составляет ∼0,8%. Содержание водяного пара в слое 0,4–7 км, полученное нами по результатам Фурье-спектрометрических измерений (1,30 г/см2), с точностью до 2% согласуется с результатами самолетных измерений для того же атмосферного слоя (1,32 г/см2).
Результаты ночных лидарных измерений аэрозольных слоев и водяного пара методом СКР позволяют судить о хорошем соответствии данным измерений радиозондов и о высокой степени корреляции содержания водяного пара и аэрозоля по слоям.

Ключевые слова:

лидар, комплексный эксперимент, Фурье-спектрометр, профили водяного пара

Список литературы:

1. Schneider M., Barthlott S., Hase F., González Y., Yoshimura K., Garcia O.E., Sep’ulveda E., Gomez-Pelaez A., Gisi M., Kohlhepp R., Dohe S., Blumenstock T., Strong K., Weaver D., Palm M., Deutscher N.M., Warneke T., Notholt J., Lejeune B., Demoulin P., Jones N., Griffith D., W.T., Smale D., Robinson J. Ground-based remote sensing of tropospheric water vapour isotopologues // Atmos. Measur. Technol. 2012. V. 5. P. 3007–3027. DOI: 10.5194/amt-5-3007-2012.
2. Miloshevich L.M., Vomel H., Whiteman D.W., Leblanc T. Accuracy assessment and correction of Vaisala RS92 radiosonde water vapor measurements // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. D11305. DOI: 10.1029/ 2008JD011565.
3. Schneider M., Hase F. Ground-based FTIR water vapour profile analyses // Atmos. Measur. Technol. 2009. V. 2. P. 609–619. DOI: 10.5194/amt-2-609-2009.
4. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 «Оптик» // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 805–816.
5. Васильченко С.С., Сердюков В.И., Синица Л.Н. Спектральная система измерений газовых атмосферных компонентов с оптоволоконной следящей системой и некоторые результаты анализа атмосферных спектров // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 10. С. 920–925.
6. URL: http://www.ndsc.ncep.noaa.gov/
7. URL: http://www.tccon.caltech.edu/
8. Sussmann R., Forster F., Rettinger M., Jones N. Strategy for high-accuracy-and-precision retrieval of atmospheric methane from the mid-infrared FTIR network // Atmos. Measur. Technol. 2011. V. 4. P. 1943–1964.
9. Rinsland C.P., Jones N.B., Connor B.J., Logan J.A., Pougatchev N.S., Goldman A., Murcray F.J., Stephen Th.M., Pine A.S., Zander R., Mahieu E., Demoulin P. Northern and southern hemisphere ground-based infrared spectroscopic measurements of tropospheric carbon monoxide and ethane // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 21. P. 28197–28218. DOI: 10.1029 / 98JD02515.
10. Hase F., Hannigan J.W., Coffey M.T., Goldman A., Hopfner M., Jones N.B., Rinsland C.P., Wood S.W. Intercomparison of retrieval codes used for the analysis of high-resolution groundbased FTIR measurements // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2004. V. 87. P. 25–52.
11. URL: http://smsc.cnes.fr/IASI/index.htm
12. Garcia R.R., Marsh D.R., Kinnison D.E., Boville B.A., Sassi F. Simulation of secular trends in the middle atmosphere, 1950–2003 // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D09301. DOI: 10.1029/2006JD007485.
13. Rothman L.S., Barbe A., Benner D.C., Brown L.R., Camy-Peyret C., Carleer M.R., Chance K., Clerbaux C., Dana V., Devi V.M., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Jacquemart D., Jucks K.W., Laferty W.J., Mandin J.-Y., Massie S.T., Nemtchinov V., Newnham D.A., Perrin A., Rinsland C.P., Schroeder J., Smith K.M., Smith M.A.H., Tang K., Toth R.A., Auwera J.V., Varanasi P., Yoshino K. The HITRAN molecular spectroscopic database: edition of 2000 including updates through 2001 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2003. V. 82, N 1. P. 5–44.
14. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ростов А.П., Турчинович С.А., Турчинович Ю.С. Система сетевого мониторинга радиационно-активных компонентов атмосферы. Часть I. Солнечные фотометры // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17, № 4. C. 354–360.
15. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ростов А.П., Турчинович С.А., Князев В.В. Солнечные фотометры для измерений спектральной прозрачности атмосферы в стационарных и мобильных условиях // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 12. C. 1112–1117.
16. Чеснокова Т.Ю., Фирсов К.М., Кабанов Д.М., Сакерин С.М. Спектроскопическое обеспечение для функционирования солнечного фотометра SP-6 // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17, № 11. С. 912–915.
17. Кабанов Д.М., Сакерин С.М. О методике определения аэрозольной оптической толщи атмосферы в ближнем ИК-диапазоне спектра // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10, № 8. С. 866–874.
18. Кабанов Д.М., Веретенников В.В., Воронина Ю.В., Сакерин С.М., Турчинович Ю.С. Информационная система для сетевых солнечных фотометров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 1. С. 61–67.
19. Rodgers C. Inverse Methods for Atmospheric Sounding: Theory and Practice. World Scientific, 2000.
20. URL: http://www.picarro.com/gas_analyzers/flight_co2_ch4_h2o
21. Rodgers C., Connor B.J. Intercomparison of remote sounding instruments // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. DOI: 10.1029/2002JD002299.
22. URL: http: // www.vaisala.ru / ru / products / sounding systemsandradiosondes / soundingsystems / Pages / Digi CORA-MW31.aspx
23. URL: http://www.vaisala.com/Vaisala%20Documents/Brochures%20and%20Datasheets/Ozone%20Sounding%20with%20RS92-SGP%20Radiosonde%20Datasheet%20in%20English.pdf
24. Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Самойлова С.В. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 1. Методы восстановления оптических параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 4. С. 344–357.
25. Панченко М.В., Терпугова С.А., Докукина Т.А., Полькин В.В., Яушева Е.П. Многолетняя изменчивость конденсационной активности аэрозоля в г. Томске // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 4. С. 314–318.
26. Балин Ю.С., Креков Г.М., Самохвалов И.В., Рахимов Р.Ф. Влияние влажности на локационное рассеяние в атмосфере // Метеорол. и гидрол. 1978. № 8. С. 114–119.
27. Матвиенко Г.Г., Белан Б.Д., Панченко М.В., Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Турчинович С.А., Турчинович Ю.С., Ерёмина Т.А., Козлов В.С., Терпугова С.А., Полькин В.В., Яушева Е.П., Чернов Д.Г., Одинцов С.Л., Бурлаков Б.Д., Синица Л.Н., Аршинов М.Ю., Ивлев Г.А., Савкин Д.Е., Фофонов А.В., Гладких В.А., Камардин А.П., Белан Д.Б., Гришаев М.В., Белов В.В., Афонин С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Самойлова С.В., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Рассказчикова Т.М., Симоненко Д.В., Скляднева Т.К., Толмачёв Г.Н., Белан С.Б., Шмаргунов В.П., Воронин Б.А., Сердюков В.И., Половцева Е.Р., Васильченко С.С., Смирнов С.В., Макарова М.В., Сафатов А.С., Козлов А.С., Малышкин С.Б., Максимова Т.А. Комплексный эксперимент по измерению параметров атмосферы 22 мая 2012 г. в г. Томске // Десятое Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: Материалы докладов / Под ред. М.В. Кабанова. Томск, 2013. С. 156–171.
28. Антонович В.В., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Балин Ю.С., Ивлев Г.А., Кабанов Д.М., Козлов А.В., Козлов В.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Полькин В.В., Пхалагов Ю.А., Рассказчикова Т.М., Самойлова С.В., Тумаков А.Г., Ужегов В.Н., Фофонов А.В., Шмаргунов В.П., Яушева Е.П. Комплексный аэрозольный эксперимент на измерительном сайте ИОА СО РАН (Академгородок, г. Томск) в весенне-летний период 2011 г. // XVIII Междунар. симпоз. «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». 2–6 июля 2012 г. Иркутск (электронный сборник). Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2011. С. 1–5. URL: http://symp.iao.ru/ru/popup/blob/?table=report&fld=abstr_ru&pk=rep_id%3D%273940%27

Вернуться