Vol. 30, issue 11, article # 7

Abstract:

We discuss the results of spectral measurements of aerosol optical depth (AOD) of the atmosphere, carried out in warm periods of 2011–2016 in the Arctic settlement Barentsburg (Spitsbergen Archipelago). The statistical characteristics of seasonal and interannual variations in atmospheric AOD in the wavelength range 0.34–2.14 μm are presented. The average AOD (0.5 μm) for the six-year period of observations had been 0.086, including the fine-mode AOD component 0.062 and coarse-mode AOD component 0.024. It is shown that the seasonal variations were best manifested in the decrease in modal (most probable) values of fine-mode AOD component from 0.055 in spring to 0.025 in autumn. As compared to the preceding (pre-2011) period, we noted a closer correspondence in the average AOD values between spring and summer, primarily due to a decreasen the content of fine-mode aerosol in spring and its increase in summer. The summertime AOD growth is most likely due to episodic outflows of smoke aerosol from boreal zones of Eurasia and North America.

Keywords:

aerosol optical depth, Spitsbergen

References:

1. Sakunov G.G., Barteneva O.D., Radionov V.F., Timerev A.A., Voskresenskij A.I., Adnashkin V.N. Opticheskie svojstva atmosfery Arkticheskogo bassejna // Poljarnyj ajerozol', protjazhennaja oblachnost' i radiacija. V. 2. L.: Gidrometeoizdat, 1981. P. 73–88.
2. Radionov V.F., Marshunova M.S. Long-term variations in the turbidity of the Arctic atmosphere in Russia // Atmos. Ocean. 1992. V. 30, N 4. P. 531–549.
3. Tomasi C., Vitale V., Lupi A., Di Carmine C., Campanelli M., Herber A., Treffeisen R., Stone R.S., Andrews E., Sharma S., Radionov V.F., von Hoyningen-Huene W., Stebel R., Yansen G.H., Myhre C.L., Wehrli C., Aaltonen V., Lihavainen Y., Virkkula A., Hillamo R., Strom J., Toledano C., Cachorro V.E., Ortiz P., de Frutos A.M., Blindheim S., Frioud M., Gausa M., Zeielinski T., Petelski T., Yamanouchi T. Aerosol in polar regions: A historical overview based on optical depth and in situ observations // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. Р. D16205. DOI: 10.1029/2007JD008432.
4. Shaw G.E. Atmospheric turbidity in polar regions // J. Appl. Meteorol. 1982. V. 21. P. 1080–1088.
5. Shevchenko V.P., Vinogradova A.A., Lisicyn A.P., Navigatskij A.N., Gorjunova N.V. Atmosfernye ajerozoli kak istochnik osadochnogo veshhestva i zagrjaznenij v Severnom Ledovitom okeane // Sistema morja Laptevyh i prilegajushhih morej Arktiki: sovremennoe sostojanie i istorija razvitija. M.: Izd-vo Mosk. un-ta, 2009. P. 150–172.
6. Shevchenko V.P., Lisicyn A.P., Vinogradova A.A., Smirnov V.V., Serova V.V., Shtajn R. Ajerozoli Arktiki – rezul'taty desjatiletnih issledovanij // Optika atmosf. i okeana. 2000. V. 13, N 6–7. P. 551–576.
7. Ajerozol' i klimat / pod red. K.Ja. Kondrat'eva. L.: Gidrometeoizdat, 1991. 541 p.
8. Vinogradova A.A., Ponomareva T.Ja. Atmosfernyj perenos antropogennyh primesej v arkticheskie rajony Rossii (1986–2010) // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 6. P. 475–483; Vinogradovа А.А., Pоnоmаrеvа Т.Ya. Atmospheric transport of anthropogenic impurities to the Russian Arctic (1986–2010) // Atmos. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 6. P. 414–422.
9. Vinogradova A.A. Sezonnye i dolgovremennye variacii indeksov atmosfernoj cirkuljacii i perenos vozduha v Rossijskuju Arktiku // Optika atmosf. i okeana. 2014. V. 27, N 6. P. 463–472.
10. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Rostov A.P., Turchinovich S.A., Knjazev V.V. Solnechnye fotometry dlja izmerenij spektral'noj prozrachnosti atmosfery v stacionarnyh i mobil'nyh uslovijah // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 12. P. 1112–1117; Sаkеrin S.М., Kаbаnоv D.М., Rоstоv А.P., Тurchinovich S.А., Knyazеv V.V. Sun photometers for measuring spectral air transparency in stationary and mobile conditions // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 4. P. 352–356.
11. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Panchenko M.V., Pol'kin V.V., Holben B.N., Smirnov A.V., Beresnev S.A., Gorda S.Ju., Kornienko G.I., Nikolashkin S.V., Poddubnyj V.A., Tashhilin M.A. Rezul'taty monitoringa atmosfernogo ajerozolja v aziatskoj chasti Rossii po programme AEROSIBNET v 2004 year. // Optika atmosf. i okeana. 2005. V. 18, N 11. P. 968–975.
12. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Nikolashkin S.V., Terpugova S.A., Holben B., Smirnov A., Sorokin M., Kustov V.Ju. Rezul'taty issledovanij ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery v Jakutii // Materialy «IX Sibirskogo soveshhanija po klimato-jekologicheskomu monitoringu». Tomsk, 3–6 october 2011 year. P. 72–74
13. Tomasi C., Lupi A., Mazzola M., Stone R.S., Dutton E.G., Herber A., Radionov V.F., Holben B., Sorokin M., Sakerin S.M., Terpugova S.A., Lanconelli C., Petkov B., Vi-tale V. An update of the long-term trend of aersol optical depth in the polar regions using POLAR-AOD measurements performed during the International Polar Year // Atmos. Environ. 2012. V. 52. P. 29–47.
14. Sakerin S.M., Chernov D.G., Kabanov D.M., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Pol'kin V.V., Radionov V.F. Predvaritel'nye rezul'taty issledovanij ajerozol'nyh harakteristik atmosfery v rajone Barencburga (Shpicbergen) // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2012. N 1(91). P. 20–31.
15. Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Polkin Vas.V., Polkin Vik.V., Shmirko K.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, iss. 21. P. 12413–12443. DOI: 10.5194/acp-15-1-2015.
16. Sakerin S.M., Andreev S.Ju., Kabanov D.M., Nikolashkin S.V., Prahov A.N., Radionov V.F., Turchinovich Ju.S., Chernov D.G., Holben B.N., Smirnov A., Sorokin M.G. O rezul'tatah issledovanij ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery v arkticheskih rajonah // Optika atmosf. i okeana. 2014. V. 27, N 5. P. 413–423; Sаkеrin S.М., Andreev S.Yu., Kаbаnоv D.М., Nikolashkin S.V., Prakhov А.N., Radionov V.F., Тurchinovich S.А., Chernov D.G.,  Holben B.N., Smirnov A., Sorokin M.G. On results of studies of atmospheric aerosol optical depth in Arctic Regions // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 6. P. 517–528.
17. Golobokova L.P., Pol'kin V.V., Kabanov D.M., Hodzher T.V., Terpugova S.A., Chernov D.G., Chipanina E.V., Panchenko M.V., Sakerin S.M. Issledovanija harakteristik atmosfernogo ajerozolja v prizemnom sloe naselennyh punktov Arktiki // Led i sneg. 2013. N 2(122). P. 129–136.
18. Chernov D.G., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Turchinovich Ju.S., Radionov V.F., Gubin A.V., Prahov A.N. Osobennosti izmenchivosti koncentracij ajerozolja i sazhi v prizemnom sloe vozduha v Barencburge (Shpicbergen) v 2011–2013 years. // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2014. N 4(102). P. 34–44.
19. Issledovanie radiacionnyh harakteristik ajerozolja v aziatskoj chasti Rossii / pod obshhej red. S.M. Sakerina. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2012. 484 p.
20. Gushhin G.P. Metody, pribory i rezul'taty izmerenija spektral'noj prozrachnosti atmosfery. L.: Gidrometeoizdat, 1988. 200 p.
21. Shaw G.E., Reagan J.A., Herman B.M. Investigations of atmospheric extinction using direct solar radiation measurements made with a multiple wavelength radiometer // J. Appl. Meteorol. 1973. V. 12. P. 374–380.
22. Kabanov D.M., Veretennikov V.V., Voronina Ju.V., Sakerin S.M., Turchinovich Ju.S. Informacionnaja sistema dlja setevyh solnechnyh fotometrov // Optika atmosf. i okeana. 2009. V. 22, N 1. P. 61–67; Kаbаnоv D.М., Veretennikov V.V., Vorinina Yu.V., Sаkеrin S.М., Тurchinovich Yu.S. Information system for Network Solar Photometers // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 1. P. 121–127.
23. Acker J.G., Leptoukh G. Online analysis enhances use of NASA Earth science data // EOS. Trans. AGU. 2007. V. 88, N 2. P. 14–17.
24. URL: http://giovanni.sci.gsfc.nasa.gov (data obrashhenija: 12.05.2016).
25. Barteneva O.D., Nikitinskaja N.I., Sakunov G.G., Veselova L.K. Prozrachnost' tolshhi atmosfery v vidimoj i blizhnej IK-oblasti spektra. L.: Gidrometeoizdat, 1991. 224 p.
26. Radionov V.F., Marshunova M.S., Rusina E.N., Lubo-Lesnichenko K.E., Pimanova Ju.E. Ajerozol'naja mutnost' atmosfery v poljarnyh rajonah // Izv. RAN. Fiz. atmosf. i okeana. 1994. V. 30, N 6. P. 797–801.
27. Herber A., Thomason L.W., Gernandt H., Leiterer U., Nagel D., Schulz K., Kaptur J., Albrecht T., Notholt J. Continuous day and night aerosol optical depth observations in the Arctic between 1991 and 1999 // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. P. 4097. DOI: 10.1029/2001JD000536.
28. Tomasi C., Kokhanovsky A.A., Lupi A., Ritter C., Smirnov A., Mazzola M., Stone R.S., Lanconelli C., Vita-e V., Holben B.N., Nyeki S., Wehrli C., Altonen V., de Leeuw G., Rodriguez E., Herber A.B., Stebel K., Stohl A., O’Neill N.T., Radionov V.F., Zielinski T., Petelski T., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Xue Y., Mei L., Istomina L., Wagener R., McArthur B., Sobolewski P.S., Butler J., Kivi R., Courcoux Y., Larouche P., Broccardo S., Piketh S.J. Aerosol remote sensing in polar regions // Earth Sci. Rev. 2015. V. 140. P. 108–157.
29. Abakumova G.M., Gorbarenko E.V. Prozrachnost' atmosfery za poslednie 50 years i ee izmenenie na territorii Rossii. M.: Izd-vo LKI, 2008. 188 p.
30. Chen Y.-C., Hamre B., Frette Q., Muyimbwa D., Blindheim S., Stebel K., Sobolewski P., Toledano C., Stamnes J. Aerosol optical properties in Northern Norway and Svalbard // Appl. Opt. 2016. V. 55, N 4. DOI: 10/1364/AO.55.000660.
31. Istomina L.G., von Hoyningen-Huene W., Kokhanovsky A.A., Schultz E., Burrows J.P. Remote sensing of aerosol over snow using infrared AATSR observations // Atmos. Meas. Techn. 2011. V. 4. P. 1133–1145.
32. Chernov D.G., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Radionov V.F., Golobokova L.P., Hodzher T.V. Rezul'taty issledovanij optiko-mikrofizicheskih harakteristik i himicheskogo sostava na arhipelage Shpicbergen v 2011–2015 years. // Tez. dokl. XXIII Rabochej gruppy «Ajerozoli Sibiri». Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2016. P. 7.