Том 22, номер 12, статья № 4

Аннотация:

Регулярные лидарные измерения вертикального распределения аэрозоля проводились в Томске (56° с.ш., 85° в.д.) с марта 2006 г. по октябрь 2007 г. в рамках проекта CISLINET - лидарной сети на территории стран СНГ. Представлен статистический анализ профилей коэффициентов обратного рассеяния β_a(532 нм), ослабления σ_a(532 нм) и лидарного отношения S_a(532 нм) по данным ночных измерений рамановским лидаром (532 и 607 нм) в высотном диапазоне от 0,45 до 7 км. По данным этих измерений средняя высота верхней границы пограничного слоя (ПС) составляет 1,22 км для холодного периода наблюдений - с октября по март, и 2,3 км для теплого периода - с апреля по сентябрь. Среднее значение σ_a(532 нм) для холодного времени наблюдений в ПС составляет 0,025 км^-1, что более чем в 2 раза ниже среднего значения 0,061 км^-1 для теплого периода наблюдений. Среднее значение S_a(532 нм) в ПС не зависит от сезона наблюдений и составляет 52 ср. Выше ПС, в свободной тропосфере (СТ), коэффициенты β_a(532 нм) и σ_a(532 нм) пропорциональны коэффициентам молекулярного рассеяния. Среднее значение σ_a(532 нм) составляет 0,0083 км^-1 для холодного и 0,011 км^-1 для теплого времени наблюдений. Значение лидарного отношения в СТ для холодного времени измерений равняется 43,5 ср, что почти на 10 ср ниже среднего значения для теплого периода измерений, т.е. 52,8 ср.

Ключевые слова:

рамановский лидар, аэрозоль, статистический анализ, пограничный слой, свободная тропосфера, коэффициенты ослабления и обратного рассеяния, лидарное отношение

Список литературы:

1. Аэрозоль и климат // Под ред. К.Я. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 542 с.
2. Elterman L. Aerosol measurements in the troposphere and stratosphere // Appl. Opt. 1966. V. 5. N 11. P. 1769-1776.
3. Bosenberg J., Ansmann A., Baldasano J.M., Balis D., Bockmann C., Calpini B., Chaikovsky A., Flamant P., Hagard A., Mitev V., Papayannis A., Pelon J., Resendes D., Schneider J., Spinelli N., Trickl T., Vaughan G., Visconti G., Wiegner M. EARLINET: a European aerosol research lidar network // Advances in Laser Remote Sensing / A. Dabas, C. Loth, J. Pelon, eds. Editions de L'Ecole Polytechnique, 2001. P. 155-158.
4. Matthias V., Balis D., Bosenberg J., Eixmann R., Iarlori M., Komguem L., Mattis I., Papayannis A., Pappalardo G., Perrone M.R., Wang X. Vertical aerosol distribution over Europe: Statistical analysis of Raman lidar data from 10 European Aerosol Research Lidar Network (EARLINET) stations // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D18201, doi: 10.1029/2004JD004638.
5. Matthias V., Bosenberg J. Aerosol climatology for planetary boundary layer derived from regular lidar measurements // Atmos. Res. 2002. V. 63. P. 221-245.
6. Mattis I., Ansmann A., Muller D., Wandinger U., Althausen D. Multilayer aerosol observations with dual-wavelength Raman lidar in the framework of EARLINET // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D13203, doi: 10.1029/2004JD004600.
7. Amiridis V., Balis D.S., Kazadzis S., Bais A., Giannakaki E. Four-year aerosol observations with a Raman lidar in Thessaloniki, Greece, in the framework of European Aerosol Research Lidar Network (EARLINET) // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D21203, doi: 10.1029/2005JD006190.
8. De Tomasi F., Tafiro A.M., Perrone M.R. Height and seasonal dependence of aerosol optical properties over southeast Italy // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. D10203, doi: 10.1029/2005JD006779.
9. Панченко М.В., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Белан Б.Д., Рассказчикова Т.М. Методические аспекты самолетных нефелометрических исследований тропосферного аэрозоля в региональном масштабе // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 8. С. 1022-1032.
10. Панченко М.В., Терпугова С.А. Годовой ход содержания субмикронного аэрозоля в тропосфере над Западной Сибирью // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 8. С. 1033-1044.
11. Белан Б.Д. Динамика слоя перемешивания по аэрозольным данным // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 8. С. 1045-1054.
12. Panchenko M.V., Terpugova S.A., Tumakov A.G. Annual variations of submicron aerosol fraction as assessed from the data of airborne nephelometric measurements // Atmos. Res. 1996. V. 41. P. 203-215.
13. Панченко М.В., Терпугова С.А. Применение трехслойного представления для описания вертикального профиля содержания субмикронного аэрозоля в нижней тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 12. С. 1093-1097.
14. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Организация мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу компонентов над территорией Западной Сибири и некоторые его результаты. 2. Аэрозольный состав // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19. № 12. С. 1062-1067.
15. Chaikovsky A.P., Ivanov A.P., Balin Yu.S., Elnikov A.V., Tulinov G.F., Plusnin I.I., Bukin O.A., Chen B.B. CISLINET - Lidar Network for Monitoring Aerosol and Ozone in CIS Regions // Reviewed and Revised Papers Presented at the 23d ILRC / C. Nagasava and N. Sugimoto, eds. Nara, Japan, 2006. P. 671-672.
16. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 1. Методы восстановления оптических параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22. N 4. С. 344-357.
17. Winker D.M., Pelon J., McCormick M.P. The CALIPSO mission: Spaseborne lidar for observations of aerosols and clouds // Proc. SPIE. 2003. V. 4893. P. 1-11.
18. http://eosweb.larc.nasa.gov
19. Кабанов Д.М. Частное сообщение. 2009.
20. http://www.ready.noaa.gov
21. http://www.weather.uwyo.edu
22. Bockmann C., Wandinger U., Ansmann A., Bosenberg J., Amiridis V., Boselli A., Delaval A., De Tomasi F., Frioud M., Videnov Grigorov I., Hagard A., Horvat M., Iarlori M., Komguem L., Kreipl S., Larcheveque G., Matthias V., Papayannis A., Pappalardo G., Rocadenbosch F., Rodrigues J.A., Schneider J., Shcherbakov V., Wiegner M. Aerosol lidar intercomparison in the framework of the EARLINET project. 2. Aerosol backscatter algorithms // Appl. Opt. 2004. V. 43. N 4. P. 977-989.
23. Hooper W.P., Eloranta E. Lidat measurements of wind in planetary boundary layer: the method, accuracy and results from joint measurements with radiosonde and Kytoon // J. Climate Appl. Meteorol. 1986. V. 25. P. 990-1001.
24. Menut L., Flamant C., Pelon J., Flamant P.H. Urban boundary-layer height determination from lidar measurements over the Paris area // Appl. Opt. 1999. V. 38. N 6. P. 1769-1776.
25. Young S.A. An investigation into the performance of algorithms used to retrieve cloud parameters from LITE lidar data, and implications for their use with PICASSO-CENA lidar data // CSIRO Atmospheric Research Technical Paper. 2001. V. 53. 58 p. (http://www.cmar.csiro.au/e-print/open/young_2001a.pdf).
26. Young S.A. The Hybrid Extinction Retrieval Algorithms (HERA) for the analysis of lidar data from space // CSIRO Atmospheric Research Technical Paper. 2002. V. 54. 28 pp. (http://www.cmar.csiro.au/e-print/open/young_2002a.pdf).
27. http://www-calipso.larc.nasa.gov
28. Кабанов Д.М., Сакерин С.М., Турчинович С.А. Солнечный фотометр для научного мониторинга (аппаратура, методики, алгоритмы) // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14. N 12. С. 1162-1169.
29. Сакерин С.М., Горбаренко Е.В., Кабанов Д.М. Особенности многолетней изменчивости аэрозольной оптической толщины атмосферы и оценки влияния различных факторов // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21. № 7. С. 625-631.
30. Muller D., Wandinger U., Ansmann A. Microphysical particle parameters from extinction and backscatter lidar data by inversion with regularization: Theory // Appl. Opt. 1999. V. 38. N 12. P. 2346-2357.
31. Bockmann C., Mironova I., Muller D., Schneidenbach L., Nessler R. Microphysical aerosol parameters from multiwavelength lidar // J. Opt. Soc. Amer. A. 2005. V. 22. N 12. P. 518-528.
32. Muller D., Ansmann A., Mattis I., Tesche M., Wandinger U., Althausen D., Pisani G. Aerosol-type-dependent lidar ratios observed with Raman lidar // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D16202, doi: 10.1029/2006JD008292.
33. Murayama T., Masonis S.J., Redemann J., Anderson T.L., Schmid B., Livingston J.M., Russell P.B., Huebert B., Howell S.G., McNaughton C.S., Clarke A., Abo M., Shimizu A., Sugimoto N., Yabuki M., Kuze H., Fukagawa S., Maxwell-Meier K., Weber R.J., Orsini D.A., Blomquist B., Bandy A., Thornton D. An intercomparison of lidar-derived aerosol optical properties with airborne measurements near Tokio during ACE-Asia // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. N D23. 8651, doi: 10.1029/2002JD003259.
34. Межерис М. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир, 1987. 550 с.
35. Иванов А.П., Хмелевцов С.С., Чайковский А.П., Щербаков В.Н. Статистический анализ данных лазерного зондирования стратосферного аэрозоля // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1993. Т. 29. № 1. С. 82-85.
36. Зуев В.В., Ельников А.В., Бурлаков В.Д. Лазерное зондирование средней атмосферы. Томск: ООО "РАСКО", 2002. 352 с.
37. Балин Ю.С., Пеннер И.Э., Самойлова С.В. Космическое и подспутниковое лазерное зондирование аэрозольных и облачных полей тропосферы // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. N 9. С. 837-844.
38. Ackerman J. The extinction-to-backscatter ratio of tropospheric aerosol: a numerical study // J. Atmos. Ocean. Techn. 1998. V. 15. N 4. P. 1043-1050.