Том 29, номер 01, статья № 7

Аннотация:

Микроволновые (МКВ) радиометры широко используются для мониторинга общего содержания водяного пара (ОСВП) – важнейшего парникового газа в земной атмосфере. Для определения точности МКВ-метода определения ОСВП проводятся разнообразные измерительные кампании. Приведены результаты сопоставления наземных МКВ-измерений (радиометр RPG-HATPRO) ОСВП вблизи Санкт-Петербурга (Петергоф) с данными ближайшей станции радиозондирования (пос. Воейково). Сравнения включают более 850 измерений ночью и днем в период с 13.03.2013 по 31.05.2014 г. Показано, что рассогласования измерений ОСВП с помощью двух методов обусловлены как погрешностями самих измерений, так и пространственной неоднородностью поля влагосодержания атмосферы. Эти рассогласования могут достигать десятков процентов, что необходимо учитывать при взаимных сопоставлениях различных методов измерения ОСВП. Исключение наиболее сильного влияния пространственной неоднородности позволило заметно снизить средние расхождения МКВ- и радиозондовых измерений до 3–4%, а стандартные рассогласования до 12–14%.

Ключевые слова:

влагосодержание атмосферы, МКВ-радиометр, радиозондирование

Список литературы:

1. Гурвич А.С., Ершов А.Г., Наумов А.П., Плечков В.М. Исследование влагосодержания атмосферы методом наземной радиотеплолокации // Метеорол. и гидрол. 1972. №5. C. 22–27.
2. Горелик А.Г., Калашников В.В., Райкова Л.С., Фролов Ю.А. Радиотепловые измерения влажности атмосферы и интегральной водности облаков // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1973. Т. 9, № 5. С. 928–936.
3. Жевакин С.А. О радиотеплолокационном определении интегральной влажности атмосферы и интегральной водности, температуры и высоты капельной фазы облаков // Изв. вузов. Радиофиз. 1978. Т. 21, № 8. С. 1122–1231.
4. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеплолокация в метеорологии. Л.: Гидрометиздат, 1987. 283 с.
5. Горелик А.Г., Фролов Ю.А., Щукин Г.Г. Комплексные СВЧ- и ИК-радиометрические исследования облачности // Труды ГГО. 1989. Вып. 526. C. 3–15.
6. Щукин Г.Г., Степаненко В.Д., Образцов С.П., Караваев Д.М., Жуков В.Ю., Рыбаков Ю.В. Состояние и перспективы радиофизических исследований атмосферы и подстилающей поверхности // Труды ГГО. 2009. Вып. 560. С. 143–167.
7. Кадыгров Е.Н. Микроволновая радиометрия атмосферного пограничного слоя – метод, аппаратура, результаты измерений // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 7. С. 697–704.
8. Кадыгров Е.Н., Горелик А.Г., Миллер Е.А., Некрасов В.В., Троицкий А.В., Точилкина Т.А., Шапошников А.Н. Результаты мониторинга термодинамического состояния тропосферы многоканальным микроволновым радиометрическим комплексом // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 6. С. 459–465.
9. URL: http://cetemps.aquila.infn.it/mwrnet/
10. Щукин Г.Г., Караваев Д.М. Некоторые результаты и перспективы исследований в области СВЧ-радиометрии (радиотеплолокации), проводимых в ГГО им. А.И. Воейкова // Успехи зарубежной радиоэлектроники. 2008. № 6. C. 29–37.
11. Рабинович Ю.И., Щукин Г.Г. Определение содержания водяного пара в атмосфере по измерению микроволнового излучения // Труды ГГО. 1968. Вып. 222. С. 62–73.
12. Westwater E.R., Falls M.J. Ground-based microwave radiometric observations of precipitable water vapour: A comparison with ground truth from two radiosonde observation systems // J. Atmos. Ocean. Techn. 1989. V. 6, N 8. P. 724–730.
13. Han Y., Snider J.B., Westwater E.R., Melfi S.H., Ferrare R.A. Observations of water vapor by ground-based microwave radiometers and Raman lidar // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99, N 9. P. 18695–18702. DOI: 10.1029/94JD01487.
14. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Влагозапас атмосферы и водозапас облаков по данным СВЧ-радиометрических измерений // Труды НИЦ ДЗА. «Прикладная метеорология». 1997. Вып. 1(546). С. 6–13.
15. Guldner J., Spankuch D. Results of year-round remotely sensed integrated water vapor by ground-based microwave radiometry // J. Appl. Meteorol. 1999. V. 38, N 7. P. 981–988.
16. Westwater E.R., Han Y., Shupe M.D., Matrosov S.Y. Analysis of integrated cloud liquid and precipitable water vapor retrievals from microwave radiometers during the surface heat budget of the Arctic Ocean project // J. Geophys. Res. D. 2001. V. 106, N 23. P. 32019–32030.
17. Yuei-An Liou, Yu-Tun Teng, Teresa Van Hove, James C. Liljegren comparison of precipitable water observations in the near tropics by GPS, microwave radiometer, and radiosondes // J. Appl. Meteorol. 2001. N 40. P. 5–15.
18. Memmo A., Ermanno F., Tiziana P., Cimini D., Ferretti R., Bonafoni S., Ciotti P. Comparison of MM5 integrated water vapor with microwave radiometer, GPS, and radiosonde measurements // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2005. V. 43, N 5. P. 1050–1058.
19. Martin L., Matzler C., Tim J., Hewison T.J., Ruffieux D. Intercomparison of integrated water vapour measurements // Meteorologische Zeitschrift. 2006. V. 15, N 1. P. 57–64. DOI: 10.1127/0941-2948/2006/0098.
20. Morland J., Deuber B., Feist D.G., Martin L., Nyeki S., Kämpfer N., Mätzler C., Jeannet P., Vuilleumier L. The STARTWAVE atmospheric water database // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6. P. 2039–2056. [Электронный ресурс]. URL: www.atmos-chem-phys.net/6/2039/2006/
21. Morland J., Collaud Coen M., Hocke K., Jeannet P., Mätzler C. Tropospheric water vapour above Switzerland over the last 12 years // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 5975–5988. [Электронный ресурс]. URL: www.atmos-chem-phys.net/9/5975/2009/
22. Mätzler C., Morland J. Refined physical retrieval of integrated water vapor and cloud liquid for microwave radiometer data // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2009. V. 47, N 6. P. 1585–1594.
23. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. СВЧ-радиометрические исследования влаговодосодержания атмосферы в период развития конвективных облаков и гроз // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Физика атмосферы. 2010. Спецвып. C. 53–58.
24. Березин И.А., Виролайнен Я.А., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В. Сравнения ИК- и МКВ-наземных методов измерений общего содержания водяного пара // Физика атмосф. и океана. Изв. РАН. 2016. Т. 52, № 3. В печати.
25. Rose Th., Czekala H. Accurate atmospheric profiling with the RPG-HATPRO humidity and temperature profiler // RPG, Meckenheim, Germany. 2005. 20 р.
26. URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
Фридзон М.Б., Ермошенко Ю.М. Радиозондирование атмосферы // Мир измерений. 2009. № 7. [Электронный ресурс]. URL: http://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=30717
27. Семенов А.О., Виролайнен Я.А., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В. Сравнение наземных ИК-спектроскопических измерений общего содержания водяного пара с данными радиозондовых измерений // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 976–980.
28. Vogelmann H., Sussmann R., Trickl T., Reichert A. Spatio-temporal variability of water vapor investigated by lidar and FTIR vertical soundings above Mt. Zugspitze // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2014. V. 14. P. 28231–28268. [Электронный ресурс]. URL: www.atmos-chem-phys-discuss.net/14/28231/2014/acpd-14- 28231-2014. DOI: 10.5194/acpd-14-28231-2014