Том 25, номер 12, статья № 7

Аннотация:

На основе наблюдений аэрозольной оптической толщи (АОТ) и действующих пожаров спутниковыми приборами MODIS, а также данных сетевого аэрологического радиозондирования проведен анализ пространственно-временной эволюции дымового аэрозоля на европейской территории России (ЕТР) в период массовых пожаров лесов и торфяников летом 2010 г. Выявлена связь структурных особенностей области дымового загрязнения с процессами крупномасштабной динамики. Подробно описана эволюция пятна дымового аэрозоля в столичном регионе. Рассчитаны статистические характеристики вариаций величин АОТ над ЕТР в период пожаров. Получены оценки содержания дымового аэрозоля в толще атмосферы. Исследованы радиационные эффекты задымления атмосферы региона. Представлены временнaя эволюция среднерегионального коротковолнового радиационного форсинга дымового аэрозоля на верхней и нижней границах атмосферы, а также пространственное распределение локальных величин аэрозольного форсинга в период максимального задымления ЕТР. Выявлена статистически значимая связь диагностируемого прибором MODIS количества действующих пожаров со скоростью и направлением ветра. Проведена валидация данных АОТ MODIS данными ст. Звенигород сети AERONET.

Ключевые слова:

природные пожары, дымовой аэрозоль, аэрозольная оптическая толща, MODIS, радиационные эффекты, эволюция дымового облака

Список литературы:

1. Мохов И.И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на европейской территории России в контексте общих измерений климата и его аномалий // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 709-716.
2. Шакина Н.П., Иванова А.Р., Бирман Б.А., Скриптунова Е.Н. Блокирование: условия лета 2010 г. в контексте современных знаний // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г. М.: Триада, 2010. С. 6-21.
3. Володин Е.Н. О природе некоторых экстремальных аномалий летней температуры // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г. М.: Триада, 2010. С. 48-57.
4. Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Исаков А.А., Копейкин В.М., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Пономарева Т.Я., Соколов А.В. Московская дымная мгла 2010 г. Экстремальное аэрозольное и газовое загрязнение воздушного бассейна Московского региона // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 452-458.
5. Голицын Г.С., Горчаков Г.И., Гречко Е.И., Семутникова Е.Г., Ракитин В.С., Фокеева Е.В., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Байкова Е.С., Сафрыгина Т.П. Экстремальное загрязнение угарным газом пограничного слоя атмосферы в Московском регионе летом 2010 г. // Докл. PАH. 2011. Т. 441, № 4. С. 532-538.
6. Ситнов С.А. Оптическая толща аэрозоля и общее содержание оксида углерода над европейской территорией России в период массовых пожаров лета 2010 г.: взаимосвязь изменчивости загрязнений и метеорологических величин // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. C. 774-789.
7. Ситнов С.А. Спутниковый мониторинг содержаний газовых примесей атмосферы и оптических характеристик атмосферного аэрозоля над европейской территорией России в апреле-сентябре 2010 г. // Докл. PАH. 2011. Т. 437, № 1. С. 102-107.
8. Ситнов С.А. Анализ спутниковых наблюдений аэрозольных оптических характеристик и газовых примесей атмосферы над центральным районом Российской Федерации в период аномально высоких летних температур и массовых пожаров 2010 г. // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 7. С. 572-581.
9. Звягинцев А.М., Блюм О.Б., Глазкова А.А., Котельников С.Н., Кузнецова И.Н., Лапченко В.А., Лезина Е.А., Миллер Е.А., Миляев В.А., Попиков А.П., Семутникова Е.Г., Тарасова О.А., Шалыгина И.Ю. Загрязнение воздуха на европейской части России и Украине в условиях жаркого лета 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 757-766.
10. Фокеева Е.В., Сафронов А.Н., Ракитин В.С., Юрганов Л.Н., Гречко Е.И., Шумский Р.А. Исследование влияния пожаров в июле-августе 2010 г. на загрязнение окисью углерода атмосферы Москвы и окрестностей // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. C. 739-756.
11. Perkins S. Smoke from a distant fire: Burning forests can send aerosols into the stratosphere and around the world // Science news. 2010. V. 178, N 10. P. 28-29.
12. Горчаков Г.И., Аникин П.П., Волох А.А., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Пономарева Т.Я., Семутникова Е.Г., Свириденков М.А., Шукуров К.А. Исследование состава задымленной атмосферы Московского региона // Докл. PАН. 2003. Т. 390, № 5. С. 251-254.
13. Соколик И.Н., Тарасова Т.А., Фейгельсон Е.М. Оптические характеристики задымления атмосферы и радиационное нагревание // Метеорол. и гидрол. 1980. № 11. С. 53-61.
14. Козлов В.С., Панченко М.В., Полькин В.В., Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н., Яушева Е.П. Исследование особенностей динамики оптических и микрофизических характеристик аэрозоля в дымной мгле // Оптика атмосф. и океана 1999. Т. 12, № 5. С. 406-410.
15. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Исследования дисперсного состава аэрозоля в периоды весенней дымки и лесных пожаров // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 468-474.
16. Афонин С.М., Белов В.В., Белан Б.Д., Панченко М.В., Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Сравнение спутниковых (AVHRR/NOAA) и наземных измерений характеристик атмосферного аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 2. С. 1118-1123.
17. Remer I.A., Kaufman Y.J., Holben B.N., Thompson A.M., McNamara D. Biomass burning aerosol size distribution and model optical properties // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 24. P. 31879-31891.
18. O'Neill N.T., Eck T.F., Holben B.N., Smirnov A., Royer A., Li Z. Optical properties of boreal forest fire smoke derived from Sun photometry // J. Geophys. Res. D. 2002. V. 107, N 11. AAC-6. P. 1-19.
19. Dubovik O., Holben B.N., Eck T.F., Smirnov A., Kaufman Y.Y., King M.D., Tanre D., Slutsker I. Variability absorbtion and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59, N 2. P. 590-608.
20. Gorchakov G., Semoutnikova E., Karpov A., Lezina E. Air Pollution in Moscow Megacity // Advanced Topics in Environmental Health and Air Pollution Case Studies. Rijeka: Intech, 2011. P. 211-236.
21. Горчаков Г.И., Семутникова Е.Г., Копейкин В.М., Пономарева Т.Я., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Сафрыгина Т.П. Метеорологические условия при задымлении Московского региона летом 2010 г.: блокирующий антициклон, температурные инверсии, городской остров тепла // Естественные и антропогенные аэрозоли. VII. СПб.: СПбГУ, 2011. С. 288-292.
22. Еланский Н.Ф., Мохов И.И., Беликов И.Б., Березина Е.В., Елохов А.С., Иванов В.А., Панкратова Н.В., Постыляков О.В., Сафронов А.Н., Скороход А.И., Шумский Р.А. Газовые примеси в атмосфере над Москвой летом 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 729-738.
23. Горчаков Г.И., Свириденков М.А, Семутникова Е.Г., Чубарова Н.Е., Холбен Б.Н., Смирнов А.В., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Карпов А.В., Лезина Е.А., Задорожная О.С. Оптические и микрофизические характеристики аэрозоля задымленной атмосферы Московского региона в 2010 г. // Докл. PАH. 2011. Т. 437, № 5. С. 686-690.
24. Исаков А.А., Аникин П.П., Елохов А.С., Курбатов Г.А. О характеристиках дымов лесных и торфяных пожаров в Центральной России летом 2010 г. // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 478-482.
25. Chubarova N., Nezval' Y., Sviridenkov M., Smirnov A., Slutsker I. Smoke aerosol and its radiative effects during extreme fire event over Central Russia in summer 2010 // Atmos. Meas. Technol. 2011. V. 5, N 3. P. 557-568.
26. Кузнецова И.Н., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г. Экологические последствия погодных аномалий летом 2010 г. Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г. М.: Триада, 2010. С. 58-64.
27. Чубарова Н.Е., Горбаренко Е.В., Незваль Е.И., Шиловцева О.А. Аэрозольные и радиационные характеристики атмосферы во время лесных и торфяных пожаров в 1972, 2002 и 2010 гг. в Подмосковье // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 6. C. 774-789.
28. Van Donkelaar A., Martin R.V., Levy R.C., da Silva M.A., Krzyzanowski M., Chubarova N.E., Semutnikova E.G., Cohen A.J. Satellite-based estimates of ground-level fine particle matter during extreme events: A case study of the Moscow fires in 2010 // Atmos. Environ. 2011. V. 45, N 34. P. 6225-6232.
29. Salomonson V.V., Barnes W.L., Maymon P.W., Montgomery H.E., Ostrow H. MODIS, advanced facility instrument for studies of the Earth as a system // IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens. 1989. V. 27. P. 145-153.
30. Levy R.C., Remer L.A., Mattoo S., Vermote E.F., Kaufman Y.J. Second-generation operational algorithm: Retrieval of aerosol properties over land from inversion of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer spectral reflectance // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D13211.
31. Kaufman Y.J., Tanre D., Gordon H.R., Vermote E.F., Chu A., Holben B.N. Operational remote sensing of aerosol over land from EOS moderate resolution imaging spectroradiometer // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 14. P. 17051-17067.
32. Giglio L., Descloitres J., Justice C.O., Kaufman Y.J. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote Sens. Environ. 2003. V. 87. P. 273-282.
33. Justice C.O., Giglio L., Korontzi S., Owens J., Morrisette J.T., Roy D., Descloitres J., Alleaume S., Petitcolin F., Kaufman Y. The MODIS fire products // Remote Sens. Environ. 2002. V. 83, N 1-2. P. 244-262.
34. Hubanks P.A., King M.D., Platnick S., Pincus R. MODIS Atmosphere L3 Gridded Product // Algorithm Theoretical Basis Document N ATBD-MOD-30. 2008.
35. Davies D.K., Ilavajhala S., Wong M.M., Justice C.O. Fire Information for Resource Management System: Archiving and Distributing MODIS Active Fire Data // IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens. 2009. V. 47, N 1. P. 72-79.
36. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanre D., Buis J.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y.J., Nakajima N., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET - A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. 1998. V. 66, N 1. P. 1-16.
37. Голицын Г.С., Шукуров А.Х., Гинзбург А.С., Сутугин А.Г., Андронова A.B. Комплексное исследование микрофизических и оптических свойств дымового аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1988. Т. 24, № 3. С. 227-234.
38. Ситнов С.А. Пространственно-временная изменчивость оптической толщи аэрозоля над центральной частью Европейской территории России по данным спутниковых приборов MODIS // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 5. С. 634-652.
39. Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свириденков М.А. Однопараметрическая модель приземного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1981. Т. 17, № 1. С. 39-49.
40. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева Е.П. Субмикронный аэрозоль и сажа приземного слоя в суточном ходе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 561-569.
41. Горчаков Г.И., Аникин П.П., Волох А.А., Емиленко А.С., Исаков А.А., Копейкин В.М., Пономарева Т.Я., Семутникова Е.Г., Свириденков М.А., Шукуров К.А. Исследование состава задымленной атмосферы Москвы во время пожаров торфяников летом-осенью 2002 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2004. Т. 40, № 3. С. 370-384.
42. Мохов И.И., Горчакова И.А. Радиационный и температурный эффект летних пожаров 2002 г. в Московском регионе // Докл. PАН. 2005. Т. 400, № 4. С. 528-531.
43. Горчакова И.А., Мохов И.И. Радиационные и температурные эффекты дымового аэрозоля в Московском регионе в период летних пожаров 2010 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2012. Т. 48, № 5. С. 558-565.
44. Горчакова И.А., Тарасова Т.А., Свириденков М.А., Аникин П.П., Ромашева Е.В. Моделирование радиационного форсинга фонового аэрозоля с использованием данных измерений // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2009. Т. 45, № 4. С. 501-512.
45. Журавлева Т.Б., Кабанов Д.М., Сакерин С.М. О дневной изменчивости аэрозольной оптической толщи атмосферы и радиационного форсинга аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 8. С. 700-709.