Том 31, номер 11, статья № 4

Калошин Г.А. Развитие аэрозольной модели приземного слоя морской и прибрежной атмосферы. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 11. С. 881–887.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Представлена модель аэрозоля приземного слоя морской и прибрежной атмосферы MaexPro, основанная на долгосрочных наблюдениях распределения частиц в диапазоне спектра размеров 0,01–100 мкм по радиусу. Ключевой особенностью модели является параметризация амплитуды и ширины аэрозольных мод функции распределения частиц по размерам (ФРЧР) как функций разгона и скорости ветра. Исследованы форма ФРЧР и ее зависимость от высоты над уровнем моря и относительной влажности. Получено выражение для высотного профиля коэффициента аэрозольного ослабления; показаны различия в его спектрах на различных высотах, наиболее значительные в диапазоне высот 0–10 м, вследствие гравитационного влияния на средние и грубодисперсные фракции частиц морского солевого аэрозоля (МСА). Модель позволяет рассчитать комплексный показатель преломления частиц МСА в зависимости от влажности в диапазоне длин волн от 0,2 до 16 мкм. Определена область применимости модели.

Ключевые слова:

микрофизика и оптика аэрозоля, рассеяние Ми, ветровой режим, разгон, параметризация, моделирование, программа

Список литературы:

1. Lewis E.R., Schwartz S.E. Sea salt aerosol production: Mechanisms, methods, measurements, and models – a critical review // Geophys. Monogr. Ser. AGU, Washington, DC. 2004. 413 p.
2. Jensen D.R., Gathman S.G., Zeisse C.R., Littfin K.M. EOPACE (Electrooptical Propagation Assessment in Coastal Environments) overview and initial accomplishment // J. Aerosol Sci. 1999. V. 30, suppl. 1. Р. 53–54.
3. Jensen D.R., Gathman S.G., Zeisse C.R., McGrath C.P., Leeuw de G. Electro-optical propagation assessment in coastal environments (EOPACE): Summary and accomplishments // Opt. Eng. 2001. V. 40, N 8. P. 1486–1498.
4. Piazzola J., Kaloshin G., De Leeuw G., van Eijk A.M.J. Aerosol extinction in coastal zone // Proc. 11th SPIE Intern. Symp. Remote Sensing. Maspalomas, Canary Islands, Spain. 2004. V. 5572. P. 94–100.
5. Kaloshin G.A. Visible and infrared extinction of atmospheric aerosol in the marine and coastal environment // Appl. Opt. 2011. V. 50, N 14. Р. 2124–2133.
6. Alexeev A., Kaloshin G.A. Influence of microphysical characteristics volatility of aerosol on a spectral transparence in the surface boundary layer of the atmosphere // Proc. European Aerosol Conf. (EAC2003). Madrid, Spain. 2003. P. 40.
7. Kaloshin G. Aerosol extinction in the marine atmospheric surface layer // Proc. 25th Anniversary IGARSS. Seoul, Korea. 2005. P. 377–378.
8. Свириденков М.А., Михайлов Е.Ф., Небосько Е.Ю. Параметризация среднего косинуса индикатрисы рассеяния света атмосферным аэрозолем // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 5. С. 377–382; Sviridenkov M.A., Mikhailov E.F., Nebos’ko E.Yu. Parameterization of asymmetry factor of atmospheric aerosol scattering phase function // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 5. P. 435–440.
9. Веретенников В.В., Меньщикова С.С. Модифицированный алгоритм восстановления микроструктуры аэрозоля из измерений спектрального ослабления света на основе гибридной модели // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 11. С. 966–971; Veretennikov V.V., Men’shchikova S.S. Modified algorithm for reconstructting the aerosol microstructure from measurements of spectral light extinction on the basis of the hybrid model // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 1. P. 27–32.
10. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометиздат, 1986. 256 с.
11. Hänel G. The of aerosol properties during the condensational stage of clouds: A reinvestigation of numerics and microphysics // Beitr. Phys. Atmosph. 1987. V. 60(3). P. 321–339.
12. Shettle E.P., Fenn R.W. Models for the Aerosols of the Lower Atmosphere and the Effects of Humidity Variations on Their Optical Properties (Environmental Research Papers N 676). Bedford, MA: AF Geophysics Laboratory, 1979. 25 р.
13. Калошин Г.A., Шишкин С.A. Программно-технологический пакет Range для проведения расчетов распространения оптического излучения с учетом аэрозольного ослабления в приземном слое континентальной, морской и прибрежной атмосферы // Свидетельство о госрегистрации программы для ЭВМ № 2012616944 от 3.08.2012.
14. Piazzola J., Kaloshin G. Influence of meteorological parameters on aerosol extinction in the marine atmospheric surface layer // J. Aerosol Sci. Abstr. European Aerosol Conf. Budapest, Hungary. 2004. V. I. P. S535–S536.
15. Kaloshin G.A. Influence of meteorological parameters on aerosol extinction in the marine environment // Proc. Intern. Conf. ICONO/LAT. St. Petersburg, 2005. P. 33–35.
16. Piazzola J., Kaloshin G. Performance evaluation of the coastal aerosol extinction code “MEDEX” with data from the Black Sea // J. Aerosol Sci. 2005. V. 36, N 3. P. 341–359.
17. Калошин Г.А. Влияние ветрового режима на аэрозольное ослабление морской и прибрежной атмосферы // Оптика aтмосф. и oкеана. 2007. Т. 20, № 7. С. 571–576.
18. Kaloshin G.A., Shishkin S.A. Detectable distance calculations for a visual navigation system using a scanning semiconductor laser with electronic pumping // Appl. Opt. 2011. V. 50, N 20. P. 3442–3448.
19. Kaloshin G.A. Forecasting of aerosol extinction of the sea and coastal atmosphere surface layer // Proc. SPIE. 2010. V. 7678. 5–9 April 2010. Orlando, Florida, United States. P. 76780B-1–76780B-14.
20. Kaloshin G.A., Matvienko G.G. Aerosol microphysical model of the marine and coastal atmosphere surface layer for calculation of extinction in visible and IR radiation wave band // Proc. 5th Asian Aerosol Conf. Kaohsiung, Taiwan. Proc. SPIE – The Intern. Soc. Opt. Eng. Belarus, Minsk. 2007. P. 67330B.
21. Volz F.E. IR index of atmospheric aerosol substances // Appl. Opt. 1972. V. 11. P. 755–759.
22. Hale G.M., Query M.R. Optical constants of water in the 200 nm to 200 mm wavelength region // Appl. Opt. 1973. V. 12. P. 555–563.
23. Калошин Г.A., Шишкин С.A. Программа для расчета комплексных показателей преломления вещества частиц морского и прибрежного аэрозоля MieCalc // Свидетельство о госрегистрации программ для ЭВМ № 2012616943 от 03.08.2012.
24. Калошин Г.А., Шишкин С.А., Жуков В.В. Микрофизические и оптические характеристики морского и прибрежного аэрозоля // Свидетельство о госрегистрации базы данных № 2015621775 от 14.12.2015.
25. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 530 с.
26. Mie G. A contribution to the optics of turbid media, especially colloidal metallic suspensions // Ann. Phys. 1908. V. 25. P. 377–445.
27. Ван де Хюлст Г.Х. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 536 с.
28. Gathman S.G. Optical properties of the marine aerosol as predicted by the Navy aerosol model // Opt. Eng. 1983. V. 22(1). P. 57–62.
29. MODTRAN® [Electronic resource]. URL: http://www.modtran.spectral.com/ (last access: 24.06.2018).
30. Gathman S.G., van Eijk A.M.J., Cohen L.H. Characterizing large aerosols in the lowest levels of the marine atmosphere // Proc. SPIE. 1998. V. 3433. P. 41–52.
31. Климешина Т.Е., Пташник И.В. Программный код для восстановления континуального поглощения водяного пара из экспериментальных данных // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 5. С. 335–340; Klimeshinа Т.Е., Ptashnik I.V. Software for retrieving the water vapor continuum absorption from experimental data // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 451–456.
32. Калошин Г.A., Шишкин С.A. Программа для расчета спектральных коэффициентов аэрозольного ослабления в приземном слое морской и прибрежной атмосферы MaexPro // Свидетельство о госрегистрации программ для ЭВМ № 20126169945 от 3.08.2012.
 

Вернуться