Том 27, номер 03, статья № 2

Аннотация:

Метод линейных оценок используется для определения интегральных параметров атмосферного аэрозоля, таких как объемная концентрация и эффективный радиус, из спектральных измерений его оптической толщи солнечным радиометром. Для тестирования метода выбирались трехмесячные серии оптических толщ на семи длинах волн для четырех станций, входящих в сеть AERONET и характеризуемых различными типами аэрозоля: городской, продукты горения биомассы, пустынный и морской. Сравнение полученных результатов с результатами стандартного алгоритма AERONET демонстрирует хорошее согласие между этими методами. Вместе с тем метод линейных оценок позволяет получать временные ряды параметров частиц из измерений солнечных радиометров с высоким временным разрешением порядка нескольких минут. Метод может быть использован в инструментах, в которых не предусмотрено угловое сканирование яркости неба, например в сети солнечных фотометров PFR/GAW.

Ключевые слова:

атмосферный аэрозоль, восстановление параметров аэрозоля, метод линейных оценок

Список литературы:

1. IPCC 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of working group I to the fourth assessment report of Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed. S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, H.L. Miller. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, 2007, 966 p.
2. Hansen J., Sato M., Kharecha P., von Schuckmann K. Earth’s energy imbalance and implications // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 24. P. 13421–13449.
3. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanré D., Buis J.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. 1998. V. 66, N 1. P. 1–16.
4. Dubovik O., King M.D. A flexible inversion algorithm for retrieval of aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, N 16. P. 20673–20696.
5. Smirnov A., Holben B.N., Eck T.F., Dubovik O., Slutsker I. Cloud screening and quality control algorithms for AERONET database // Remote Sens. Environ. 2000. V. 73, iss. 3. P. 337–349.
6. King M., Byrne D., Herman B., Reagan J. Aerosol size distributions obtained by the inversion of spectral optical depth measurements // J. Atmos. Sci. 1978. V. 35, iss. 11. P. 2153–2167.
7. Veselovskii I., Kolgotin A., Griaznov V., Müller D., Wandinger U., Whiteman D. Inversion with regularization for the retrieval of tropospheric aerosol parameters from multi-wavelength lidar sounding // Appl. Opt. 2002. V. 41, iss. 18. P. 3685–3699.
8. Ansmann A., Müller D. Lidar. Range-Resolved Optical Remote Sensing of the Atmosphere. N.Y.: Springer, 2005. P. 105–141.
9. Müller 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.
10. Thomason L.W., Osborn M.T. Lidar conservation parameters derived from SAGE II extinction measurements // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19, N 16. P. 1655–1658.
11. Donovan D., Carswell A. Principal component analysis applied to multiwavelength lidar aerosol backscatter and extinction measurements // Appl. Opt. 1997. V. 36, iss. 36. P. 9406–9424.
12. Veselovskii I., Dubovik O., Kolgotin A., Korenskiy M., Whiteman D.N., Allakhverdiev K., Huseyinoglu F. Linear estimation of particle bulk parameters from multi-wavelength lidar measurements // Atmos. Meas. Technol. 2012. V. 5, Special iss. P. 1135–1145.
13. De Graaf M., Donovan D., Apituley A. Feasibility study of integral property retrieval for tropospheric aerosol from Raman lidar data using principal component analysis // Appl. Opt. 2013. V. 52, iss. 10. P. 2173–2186.
14. Dubovik O., Holben B.N., Eck T.F., Smirnov A., Kaufman Y.J., King M.D., Tanré D., Slutsker I. Variability of absorption and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59, iss. 3. P. 590–608.
15. Bohren C.F., Huffman D.R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. N.Y.: Wiley-Interscience, 1983. 541 p.
16. Mishchenko M.I., Hovenier J.W., Travis L.D. Light Scattering by Nonspherical Particles. San-Diego: Academic Press, 2000. 690 p.
17. Dubovik O., Sinyuk A., Lapyonok T., Holben B.N., Mishchenko M., Yang P., Eck T.F., Volten H., Munoz O., Veihelmann B., van der Zande W.J., Leon J.-F., Sorokin M., Slutsker I. Application of spheroid models to account for aerosol particle nonsphericity in remote sensing of desert dust // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. D11208. DOI: 10.1029/2005JD006619.
18. Veselovskii I., Dubovik O., Kolgotin A., Lapyonok T., Di Girolamo P., Summa D., Whiteman D.N., Mishchenko M., Tanré D. Application of randomly oriented spheroids for retrieval of dust particle parameters from multiwavelength lidar measurements // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. D21203. DOI: 10.1029/2010JD014139.
19. Twomey S. Introduction to the Mathematics of Inversion in Remote Sensing and Linear Measurements. N.Y.: Elsevier, 1977. 243 p.
20. Ansmann A., Petzold A., Kandler K., Tegen I., Wendisch M., Müller D., Weinzierl B., Müller T., Heintzenberg J. Saharan Mineral Dust Experiments SAMUM-1 and SAMUM-2: what have we learned? // Tellus B. 2011. V. 63, iss. 4. P. 403–429.
21. WMO/GAW Experts workshop on a global surface-based network for long term observations of column aerosol optical properties, Davos 2004 / Ed. U. Baltensperger, L. Barrie, C. Wehrli. GAW N 162. WMO/TD-No. 1287. Available at: http://www.wmo.ch/pages/prog/arep/gaw/gaw-reports.html