Том 28, номер 01, статья № 5

Аннотация:

Рассматриваются возможные погрешности измерений CH₄ и CO₂ в тропосфере при наличии облаков на основе методологии IPDA. Обоснован выбор длин волн. Приводится краткое описание реализованного программного комплекса для моделирования переноса излучения при зондировании из космоса. Показано, что многократное рассеяние в условиях облачности может влиять на мощность принимаемого сигнала на одной длине волны, при этом применение дифференциальной схемы нивелирует данное влияние при близком расположении длин волн. Приведены расчеты погрешностей в зависимости от высоты подстилающей поверхности и наличия облаков.

Ключевые слова:

атмосфера, лидар, углекислый газ, метан

Список литературы:

1. Изменение климата, 2007: Обобщающий доклад. Вклад рабочих групп I, II, и III в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Р.К. Пачаури, А. Райзингер и основная группа авторов (ред.)]. Швейцария, Женева: МГЭИК, 2008.104 с.
2. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Иноуйе Г., Максютов Ш., Мачида Т., Фофонов А.В. Вертикальное распределение парниковых газов над Западной Сибирью по данным многолетних измерений // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 5. С. 457–464.
3. National Research Council. 2010. Verifying Greenhouse Gas Emissions: Methods to Support International Climate Agreements. Washington, DC: National Academies Press. ISBN 0-309-15212-7. 124 p.
4. Gerard S.J., Сiais Ph., Biraud S., Ramonet M. Climate Change – Inverse Modelling: Assessment of Greenhouse Gas Emissions from Ireland (2000-LS-5.3.1-M1). Final Report // ERTDI Report Series. N 35. National University of Ireland, Galway. Environmental Protection Agency. 2006. ISBN 1840951656, 9781840951653. 13 p.
5. Prinn R., Heimbach P., Rigby M., Dutkiewicz S., Melillo J.M., Reilly J.M., Kicklighter D.W., Waugh C. A Strategy for a Global Observing System for Verification of National Greenhouse Gas Emissions // MIT Center for Global Change Science. Joint Program Report Series. 2011. N 200. 92 p.
6. Houweling S., Breon F.-M., Aben I., Rodenbeck C., Gloor M., Heimann M., Сiais Ph. Inverse modeling of CO₂ sources and sinks using satellite data: A synthetic inter-comparison of measurement techniques and their performance as a function of space and time // Atmos. Chem. Phys. 2004. V. 4, N 2. P. 523–538.
7. Abshire J.B., Riris H., Hasselbrack W., Allan G., Weaver C., Mao J. Airborne measurements of CO₂ column absorption using a pulsed wavelength-scanned laser sounder instrument // Proc. 2009 Conf. on Lasers and Electro-Optics. Optical Society of America. Paper CFU-2. 2009a.
8. Bovensmann H., Burrows J.P., Buchwitz M., Frerick J., Noel S., Rozanov V.V., Chance K.V., Goede A.P.H. SCIAMACHY: Mission objectives and measurement modes // J. Atmos. Sci. 1999. V. 56, N 2. P. 127–150.
9. Yokota T., Yoshiba Y., Eguchi N., Ota Y., Tanaka T., Watanabe H., Maksyutov S. Global Concentrations of CO₂ and CH₄ Retrieved from GOSAT: First Preliminary Results // SOLA. 2009. V. 5. P. 160–163.
10. Crisp D., Atlas R.M., Breon F.-M., Brown L.R., Burrows J.P., Ciais P. The orbiting Carbon Observatory (OCO) mission // Adv. Space Res. 2004. V. 34, N 4. P. 700–709.
11. Dufour E., Bréon F.-M. Spaceborne Estimate of Atmospheric CO₂ Column by Use of the Differential Absorption Method: Error Analysis // Appl. Opt. 2003. V. 42, N 18. P. 3595–3609.
12. Ehret G., Kiemle C., Wirth M., Amediek A. Space-borne remote sensing of CO₂, CH₄, and N₂O by integrated path differential absorption lidar: A sensitivity analysis // Appl. Phys. 2008. V. 90. P. 593–608.
13. Matvienko G.G., Krekov G.M., Sukhanov A.Ya. Space- borne remote sensing of greenhouse gases by IPDA lidar: A potentialities estimate // 25th Int. Laser Radar Conf. July 05–09, 2010. St.-Peterburg. S11P–02.
14. Amediek A., Fix A., Ehret G., Caron J., Durand Y. Airborne lidar reflectance measurements at 1.57 μm in support of the A-SCOPE mission for atmospheric CO₂ // Atmos. Meas. Technol. 2009. V. 2. P. 1487–1536.
15. Зуев В.Е., Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.
16. Белан Б.Д., Креков Г.М. Влияние антропогенного фактора на содержание парниковых газов в тропосфере. 1. Метан // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 4. С. 361–373.
17. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Креков Г.М., Фофонов А.В., Бабченко С.В., Inoue G., Machida T., Maksutov Sh., Sasakawa M., Shimoyama K. Динамика вертикального распределения парниковых газов в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 12. С. 1051–1061.
18. Baldridge A.M., Hook S.J., Grove C.I., Rivera G. The ASTER spectral library version 2.0 // Remote Sens. Environ. 2009. V. 113, N 4. P. 711–715.
19. Gille J.C., Ziskin D., Francis G., Edwards D.P., Dee-ter M.N. Effects of a Spectral Surface Reflectance on Measurements of Backscattered Solar Radiation: Application to the MOPITT Methane Retrieval // Atmos. Ocean. Technol. 2005. V. 22, N 5. P. 566–574.
20. Креков Г.М., Крекова М.М. Об эффективности лидарных методов дифференциального поглощения в условиях облачной атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 10. С. 903–913.
21. Креков Г.М. Метод локальной оценки потока в задачах широкополосного лазерного зондирования // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 1. С. 47–55.
22. Matvienko G.G., Krekova M.M., Shamanaev V.S. Influence of multiple scattering on the formation of space lidar BALKAN-1 cloud signals // Proc. SPIE. 1997. V. 3218. DOI: 10.1117/12.295649.