Том 30, номер 01, статья № 3

Аннотация:

Сопоставления результатов моделирования полей содержания озона в атмосфере с данными различных типов измерений позволяют оценить качество моделей для использования их в достоверных прогнозах изменений озонового слоя. Проведены сопоставления спутниковых и наземных измерений содержания озона в двух атмосферных слоях (0–25 и 25–60 км) с данными численного моделирования с помощью модели состава нижней и средней атмосферы для района Санкт-Петербурга. Сравнивались среднедневные и среднемесячные значения содержания озона в течение 3,5 лет (июнь 2011 – декабрь 2014 гг.). В целом согласие экспериментальных и модельных значений содержания озона в двух слоях хорошее или удовлетворительное. Тем не менее обнаружены систематические отличия спутниковых и наземных данных от результатов моделирования. Модель завышает озон по сравнению со спутниковыми измерениями в осенне-зимний период в слое 0–25 км и занижает озон в слое 25–60 км в тот же период. Эти особенности проявляются и при сравнениях среднемесячных значений. Модель в ряде случаев демонстрирует сильные и «высокочастотные» колебания озона, не всегда зарегистрированные в измерениях.

Ключевые слова:

атмосферный озон, модели атмосферы, дистанционные методы измерений

Список литературы:

1. Wauben W.M.F., Fortuin J.P.F., van Velthoven P.F.J., Kelder H.M. Comparison of modeled ozone distributions with sonde and satellite observations // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 3. P. 3511–3530.
2. WMO. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2002. Global Ozone Research and Monitoring Project Rep. N 47. Geneva: WMO, 2003. 498 p.
3. WMO. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006. Global Ozone Research and Monitoring Project Rep. N 50. Geneva: WMO, 2007. 502 p.
4. Egorova T., Rozanov E., Zubov V., Manzini E., Schmutz W., Peter T. Chemistry-climate model SOCOL: A validation of the present-day climatology // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5, N 6. P. 1557–1576.
5. Виролайнен Я.А., Тимофеев Ю.М., Поляков А.В., Ионов Д.В., Кирнер О., Поберовский А.В., Имхасин Х. Сопоставление наземных измерений общего содержания О₃, HNO₃, HCl и NO₂ c данными численного моделирования // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 52, № 1. С. 64–73.
6. Pendlebury D., Plummer D., Scinocca J., Sheese P., Strong K., Walker K., Degenstein D. Comparison of the CMAM30 data set with ACE-FTS and OSIRIS: Polar regions // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, N 21. P. 12465–12485.
7. Eyring V., Harris N.R.P., Rex M., Shepherd T.G., Fahey D.W., Amanatidis G.T., Austin J., Chipperfield M.P., Dameris M., Forster P.M. de F., Gettelman A., Graf H.F., Nagashima T., Newman P.A., Pawson S., Prather M.J., Pyle J.A., Salawitch R.J., Santer B.D., Waugh D.W. A strategy for process-oriented validation of coupled chemistry-climate models // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2005. V. 86, N 8. P. 1117–1133.
8. Bhartia P.K., McPeters R.D., Mateer C.L., Flynn L.E., Wellemeyer C.G. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/96JD01165/abstract // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101, N 13. P. 18793–18806.
9. Bhartia P.K., McPeters R.D., Flynn L.E., Taylor S., Kramarova N.A., Frith S., Fisher B., MeLand M. Solar backscatter UV (SBUV) total ozone and profile algorithm // Atmos. Measur. Technol. 2013. N 6. P. 2533–2548.
10. Bhartia P.K., McPeters R.D., Mateer C.L., Flynn L.E., Wellemeye C. Algorithm for the estimation of vertical ozone profiles from the backscattered ultraviolet technique // J. Geoph. Res. D. 1996. V. 101, N 13. P. 18793–18806.
11. Поберовский А.В. Наземные измерения ИК-спектров солнечного излучения с высоким спектральным разрешением // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 1. С. 56–58; Pоberovskii А.V. High-resolution ground measurements of the IR spectra of solar radiation // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 2. P. 161–164.
12. Виролайнен Я.А., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В., Еременко М., Дюфор Г. Определение содержания озона в различных слоях атмосферы с помощью наземной Фурье-спектроскопии // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 2. С. 191–200.
13. Virolainen Ya.A., Timofeyev Yu.M., Poberovsky A.V. Intercomparison of satellite and ground-based ozone total column measurements // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2013. V. 49, N 9. P. 993–1001.
14. http://troll.phys.spbu.ru/english/papers/vir_ijrs_14_en.pdf  Intercomparison of satellite and ground-based measurements of ozone, NO₂, HF, and HCl near Saint Petersburg, Russia // Int. J. Remote Sens. 2014. V. 35, N 15. P. 5677–5697.
15. Галин В.Я., Смышляев С.П., Володин Е.М. Совместная химико-климатическая модель атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2007. Т. 43, № 4. С. 437–452.
16. Смышляев С.П., Галин В.Я., Зименко П.А., Кудрявцев А.П. Моделирование влияния изменений спектральных потоков солнечной радиации, вызванных солнечной активностью, на содержание атмосферного озона // Метеорол. и гидрол. 2005. №8. С. 25–37.
17. Смышляев С.П., Галин В.Я., Атласкин Е.М., Блакитная П.А. Моделирование непрямого влияния одиннадцатилетнего цикла солнечной активности на газовый состав атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 5. С. 672–684.
18. Смышляев С.П., Мареев Е.А., Галин В.Я. Моделирование влияния грозовой активности на газовый состав атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 4. С. 487–504.
19. Rienecker M.M., Suarez M.J., Gelaro R., Todling R., Bacmeister J., Liu E., Bosilovich M.G., Schubert S.D., Takacs L., Kim G.-K., Bloom S., Chen J., Collins D., Conaty A., da Silva A. MERRA: NASA's Modern-Era retrospective analysis for research and applications // J. Climate. 2011. V. 24, N 14. P. 3624–3648.
20. WMO. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2010. Global Ozone Research and Monitoring Project Rep. N 50. Geneva: WMO, 2011. 516 p.
21. Jöckel P., Tost H., Pozzer B.С., Buchholz J., Ganzeveld L., Hoor P., Kerkweg A., Lawrence M.G., Sander R., Steil B., Stiller G., Tanarhte M., Taraborrelli D., van Aardenne J., Lelieveld J. The atmospheric chemistry general circulation model ECHAM5/MESSy1: Consistent simulation of ozone from the surface to the mesosphere // Atm. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 12. P. 5067–5104.