Том 33, номер 11, статья № 2

Тимофеев Ю. М., Филиппов Н. Н., Поберовский А. В. Анализ информативности и вертикального разрешения наземного спектроскопического ИК-метода определения вертикальной структуры СО2. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 11. С. 836–841. DOI: 10.15372/AOO20201102.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Проведен анализ потенциальной информативности и вертикального разрешения наземного спектроскопического ИК-метода определения профилей СО2 на примере измерений солнечного излучения Фурье-спектрометром Bruker 125 HR на ст. St. Petersburg. На основе методических исследований различных спектральных окон и областей показано, что этим методом возможно определять 3–4 независимых параметра вертикальной структуры СО2. Измерения в линиях сильного и среднего поглощения дают максимальную информацию о содержании СО2 в нижней и средней тропосфере с вертикальным разрешением 3–5 км. Линии слабого поглощения обеспечивают информацию о содержании СО2 в стратосфере с вертикальным разрешением 10–25 км.

Ключевые слова:

ИК-Фурье-спектроскопия, дистанционное зондирование углекислого газа, вертикальное разрешение, информативность

Список литературы:

1. Ciais P., Dolman A.J., Bombelli A., Duren R., Peregon A., Rayner P.J., Miller C., Gobron N., Kinderman G., Marland G., Gruber N., Chevallier F., Andres R.J., Balsamo G., Bopp L., Bréon F.-M., Broquet G., Dargaville R., Battin T.J., Borges A., Bovensmann H., Buchwitz M., Butler J., Canadell J.G., Cook R.B., DeFries R., Engelen R., Gurney K.R., Heinze C., Heimann M., Held A., Henry M., Law B., Luyssaert S., Miller J., Moriyama T., Moulin C., Myneni R.B., Nussli C., Obersteiner M., Ojima D., Pan Y., Paris J.-D., Piao S.L., Poulter B., Plummer S., Quegan S., Raymond P., Reichstein M., Rivier L., Sabine C., Schimel D., Tarasova O., Valentini R., Wang R., van der Werf G., Wickland D., Williams M., Zehner C. Current systematic carbon-cycle observations and the need for implementing a po­licy-relevant carbon observing system // Biogeosci. 2014. V. 11, N 13. P. 3547–3602.
2. The Total Carbon Column Observing Network (TCCON) [Electronic resource]. URL: https://tccon-wiki.caltech.edu/ (last access: 10.06.2020).
3. NDACC Infrared Working Group [Electronic resource]. URL: https://www2.acom.ucar.edu/irwg (last access: 10.06.2020).
4. Rodgers C.D. Inverse methods for atmospheric sounding. Theory and practice. Singapore, London: University of Oxford, World Scientific Publishing, 2000. 253 p.
5. Тимофеев Ю.М. Исследования атмосферы Земли методом прозрачности. СПб: Наука, 2016. 367 с.
6. Timofeev Y., Virolainen Y., Makarova M., Poberovsky A., Polyakov A., Ionov D., Osipov S., Imhasin H. Ground-based spectroscopic measurements of atmospheric gas composition near Saint Petersburg (Russia) // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 323. P. 2–14.
7. Tonkov M.V., Filippov N.N., Timofeev Yu.M., Polyakov A.V. A simple model of the line mixing effect for atmospheric applications: theoretical background and comparison with experimental profiles // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1996. V. 56. N. 5. P. 783–795.
8. Hase F., Hannigan J.W., Coffey M.T., Goldman A., Höpfner M., Jones N.B., Rinsland C.P., Wood S.W. Intercomparison of retrieval codes used for the analysis of high-resolution, ground-based FTIR measurements // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2004. V. 87, N 1, P. 25–52.
9. Тихонов А.Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации // Докл. АН СССР. 1963. Т. 151, № 3. С. 501–504.
10. Виролайнен Я.А. Методические аспекты определения содержания углекислого газа в атмосфере с помощью ИК-фурье-спектрометрии // Журн. прикл. спектроскоп. 2018. Т. 85, № 3. С. 453–460.
11. Buschmann M., Deutscher N.M., Sherlock V., Palm M., Warneke T., Notholt J. Retrieval of xCO2 from ground-based mid-infrared (NDACC) solar absorption spectra and comparison to TCCON // Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 9, N 2. P. 577–585.