Том 28, номер 11, статья № 8

Аннотация:

Анализируются результаты совместного эксперимента по измерению и восстановлению профилей температуры в пограничном слое атмосферы в трех точках Московского мегаполиса. Эти измерения дали возможность оценить пространственную изменчивость характеристик термической стратификации в пределах мегаполиса. Показано, что локальные особенности точек наблюдения оказывают влияние на ошибки восстановления температуры на всех высотах. Снизить эту зависимость позволяют измерения градиентов температуры. Сопоставление градиентов температуры показало постепенное уменьшение влияния локальных особенностей точек измерений в диапазоне от 100 до 300 м. На основе анализа статистической изменчивости вертикальных градиентов предложена согласованная система «опорных уровней» температурных профилемеров данного типа.

Ключевые слова:

температура, пограничный слой, дистанционное зондирование, мегаполис, изменчивость

Список литературы:

1. Emeis S. Surface-based remote sensing of the atmospheric boundary layer // Springer Science & Business Media. Atmospheric and Oceanographic Sciences Library. 2010. V. 40. 174 p.
2. Wilczak J.M., Gossard E.E., Neff W.D.,  Eberhard W.L. Ground-based remote sensing of the atmospheric boundary layer: 25 years of progress // Bound.-Lay. Meteorol. 25th Anniversary Vol., 1970–1995. Springer Netherlands, 1996. P. 321–349.
3. Dabberdt W.F., Frederick G.L., Hardesty R.M., Lee W.C., Underwood K. Advances in meteorological instrumentation for air quality and emergency // Meteorol. Atmos. Phys. 2004. V. 87, N 1–3. P. 57–88.
4. НПО «ATTEX». http://attex.net/
5. Кадыгров E.H., Кузнецова И.H., Голицын Г.С. Остров тепла в пограничном слое атмосферы над большим городом: новые результаты на основе дистанционных данных // Докл. РАН. 2002. Т. 385, № 4. С. 541–548.
6. Khaikine М.N., Kuznetsova I.N., Kadygrov E.N., Miller Е.А. Investigation of temporal-spatial parameters of an urban heat island on the basis of passive microwave remote sensing // Theor. Appl. Climatol. 2006. V. 84, N 1–3. P. 161–169.
7. Миллер E.А., Воробьева E.А., Кадыгров E.H. Анализ межсезонных и межгодовых особенностей температурной стратификации городского острова тепла // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. C. 558–561.
8. Горчаков Г.И., Кадыгров Е.Н., Куницын В.Е., Захаров В.И., Семутникова Е.Г., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Ситанский С.И. Московский остров тепла в блокирующем антициклоне летом 2010 г. // Докл. РАН. 2014. Т. 456, № 5. C. 591–595.
9. Schönwald В. Determination of vertical temperature profiles for the atmospheric boundary layer by ground-based microwave radiometry // Bound.-Lay. Meteorol. 1978. V. 15, N 4. P. 453–464.
10. Гайкович К.П., Кадыгров Е.H., Косов А.С., Троицкий А.В. Термическое зондирование пограничного слоя атмосферы в центре линий поглощения кислорода // Изв. вузов. Радиофиз. 1992. Т. 35, № 2. С. 130–136.
11. Троицкий А.В. СВЧ-радиометрия земной атмосферы. Дис. … д-ра тех. наук по спец. 01.04.03. Н. Новгород, 1994. 193 c.
12. Наумов А.П., Ошарина Н.Н., Троицкий А.В. Наземное термическое зондирование атмосферы в микроволновом диапазоне // Изв. вузов. Радиофиз. 1999. Т. 42, № 1. С. 45–59.
13. Westwater Е.R., Crewell S., Matzler С. Surface-based microwave and millimeter wave radiometric remote sensing of the troposphere: A tutorial // IEEE Geosci. Remote Sens. Soc. Newsletter. 2005. V. 134. P. 16–33.
14. Kadygrov E.N., Pick D.R. The potential for temperature retrieval from an angular-scanning single­-channel microwave radiometer and some comparisons with in situ observations  // Meteorol. Appl. 1998. V. 5. P. 393–404.
15. Вязанкин А.С., Кадыгров E.H., Мазурин H.Ф., Троицкий А.В., Шур Г.H. Сравнение данных микроволнового радиометра и высотной метеорологической мачты при измерениях профиля температуры и структуры ее неоднородностей // Метеорол. и гидрол. 2001. № 3. С. 34–45.
16. Crewell S., Lohnert U. Accuracy of boundary layer temperature profiles retrieved with multifrequency multiangle microwave radiometry // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2007. V. 45, N 7. P. 2195–2201.
17. Юшков В. Что может измерять температурный профилемер? // Метеорол. и гидрол. 2014. № 12. C. 76–88.
18. Kadygrov Е., Khaikin М., Miller Е., Shaposhnikov A., Troitsky А.V. Advanced atmospheric boundary-layer temperature profiling with mtp-5he microwave system. // Proc. WMO technical conference on instruments and methods of observation, 4–7 May, 2005, Bucharest, Romania (TECO-2005). URL: https://www.wmo.int/ pages/prog/www/IMOP/publications/IOM-82-TECO_ 2005/Posters/P3(27)_Russia%202_Kadygrov.pdf
19. Кузнецова И.Н., Кадыгров Е.Н., Миллер Е.А., Нахаев М.И. Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое по данным дистанционных измерений приборами МТП-5 // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 24, № 7. С. 582–588.
20. Юшков В.П., Каллистратова М.А., Кузнецов Р.Д., Курбатов Г.А., Крамар В.Ф. Опыт использования доплеровского акустического локатора для измерения профиля скорости ветра в городских условиях // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2007. Т. 43, № 2. С. 193–205.
21. Каллистратова М.А., Петенко И.В., Шурыгин Е.А. Содарные исследования поля скорости ветра в нижней тропосфере // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1987. Т. 23, № 5. С. 451–461.
22. Монин А.С., Обухов А.М. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Тр. геофиз. ин-та СССР. 1954. Т. 24, № 151. С. 163–187.
23. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1971. 408 с.
24. Akasaka I., Ando H., Yokoyama H., Okubo S., Takahashi K., Izumi T.,  Mikami T. High-spatial density meteorological observation system in Tokyo // J. Geogr. (Chigaku Zasshi). 2011. V. 120. P. 309–316.
25. Troitsky A.V., Gajkovich K.P., Gromov V.D., Kadygrov E.N., Kosov A.S. Thermal sounding of the atmospheric boundary layer in the oxygen absorption band center at 60 GHz // IЕЕЕ Trans. Geosci. Remote Sens. 1993. V. 31, N 1. P. 116–120.
26. Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. Сезонные особенности термической структуры нижних слоев атмосферы в Московском мегаполисе по данным микроволновых измерений температуры // 80 лет Гидрометцентру России. М.: ТРИАДА ЛТД, 2010. C. 389–400.
27. Ваlslеу В.В., Frehlich R.G., Jensen M.L., Meillier Y., Muschinski A. Extreme gradients in the nocturnal boundary layer: Structure, evolution, and potential causes // J. Atmos. Sci. 2003. V. 60, N 20. P. 2496–2508.
28. Banta R.M., Mahrt L., Vickers D., Sun J., Balsley B.B., Pichugina Y.L., Williams E.J. The very stable boundary layer on nights with weak low-level jets // J. Atmos. Sci. 2007. V. 64, N 9. P. 3068–3090.
29. Folomeev V.V., Kadygrov E.N., Miller E.A., Nekrasov V.V., Shaposhnikov A.N., Troisky A.V. Advanced Microwave System for Measurement of ABL Thermal Stratification in Polar Region // Proc. WMO Techn. Conf. on Meteorological Instruments and Methods of Observations. Helsinki, Finland. 2010. URL: https:// www.wmo. int / pages / prog / www / IMOP / publications/IOM-104_ TECO-2010/P2_6_Folomeev_Russian Federeation.pdf
30. Кадыгров Е.Н. Пассивная радиолокация термической структуры атмосферного пограничного слоя. Дис. … д-ра техн. наук по спец. 05.12.14. М., 2010. 287 c.
31. Оkе Т.R. The urban energy balance // Progr. Phys. Geogr. 1988. V. 12, N 4. P. 471–508.
32. Arnfield A.J. Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island // Int. J. Climatol. 2003. V. 23, N 1. P. 1–26.
33. Mirzaei P.A., Haghighat F. Approaches to study urban heat island-abilities and limitations // Build. Environ. 2010. V. 45, N 10. P. 2192–2201.
34. Fukui Y. A study on surface temperature patterns in the Tokyo Metropolitan area using ASTER data // Geosci. J. 2003. V. 7, N 4. P. 343–346.
35. Rotach M.W., Vogt R., Bernhofer C., Batchvarova E., Christen A., Clappier A., Feddersen B., Gryning S.-E.,  Martucci G.,  Mayer H., Mitev V.,  Oke T.R., Parlow E., Richner H., Roth M., Roulet Y.-A.,  Ruffieux D., Salmond J.A., Schatzmann M.,  Voogt J.A. BUBBLE – an urban boundary layer meteorology project // Theor. Appl. Climatol. 2005. V. 81, N 3–4. P. 231–261.
36. Yamato H., Takahashi H., Mikami T. New urban heat island monitoring system in Tokyo metropolis // Proc. 7th Int. Conf. on Urban Climate, Yokohama, Japan. June 2009. URL:  http://www.ide.titech.ac.jp/~icuc7/extended_ abstracts/pdf/375391-1-090516000046-006.pdf
37. Курбацкий А.Ф., Курбацкая Л.И. Трехпараметрическая модель турбулентности для атмосферного пограничного слоя над урбанизированной поверхностью // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2006. Т. 46, № 2. С. 476–494.