Том 34, номер 03, статья № 5

Аннотация:

Представлен новый этап развития обобщенной эмпирической модели оптических характеристик тропосферного аэрозоля Западной Сибири. Предложен алгоритм учета функции распределения поглощающего вещества и конденсационной активности аэрозоля в зависимости от размера частиц аэрозоля. Проведен расчет оптических характеристик с переменными значениями комплексного показателя преломления частиц разных размеров при изменении относительной влажности воздуха. На примере типов аэрозольной погоды, относящихся к классу «атмосферные дымки» (фон и пригородная дымка), результаты восстановления коэффициентов направленного рассеяния в области ореола и спектрального хода коэффициентов ослабления сопоставлены с экспериментальными данными.

Ключевые слова:

аэрозоль, эмпирическая модель, рассеяние, поглощение

Список литературы:

1. Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения / под ред. К.Я. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 119 с.
2. Кондратьев К.Я., Ивлев Л.С. О воздействии антропогенного аэрозоля на климат // Докл. РАН. 1995. T. 340, № 1. C. 98–100.
3. Розенберг Г.В. Рассеяние света в земной атмосфере // Успехи физ. наук. 1960. Т. 71, вып. 2. C. 173–213.
4. Розенберг Г.В., Горчаков Г.И., Георгиевский Ю.С., Любовцева Ю.С. Физика атмосферы и проблема климата. М.: Наука, 1980. С. 216–257.
5. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат: современное состояние и перспективы разработок. 1. Образование, свойства аэрозоля и их трансформация // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 1. С. 5–22.
6. Кондратьев К.Я. От нано- до глобальных масштабов: свойства, процессы образования и последствия воздействий атмосферного аэрозоля. 7. Аэрозольное радиационное возмущающее воздействие и климат // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 7. С. 535–556.
7. Hansen J., Sato M., Ruedy R. Radiative forcing and climate response // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 6. P. 6831–6864.
8. Bullrich K. Scattering radiation in the atmosphere and the natural aerosol // Adv. Geophys. 1964. V. 10. P. 99–260.
9. Zhang B.W. The effect of aerosols to climate change and society // J. Geosci. Environ. Protect. 2020. N 8. P. 55–78. DOI: 10.4236/gep.2020.88006.
10. Kambezidis H.D., Cachorro V.E., Kinne S., Krishna­moorthy K., de Leeuw G., Vitale V. Atmospheric ae­rosols and climate // Adv. Meteorol. 2010. P. 2. DOI: 10.1155/2010/708782.
11. Панченко М.В., Кабанов М.В., Пхалагов Ю.А., Бе­лан Б.Д., Козлов В.С., Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н., Полькин В.В., Терпугова С.А., Толмачев Г.Н., Яушева Е.П., Аршинов М.Ю., Симоненков Д.В., Шмаргунов В.П., Чернов Д.Г., Турчинович Ю.С., Полькин Вас.В., Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Зенкова П.Н. Комплексные исследования тропосферного аэрозоля в ИОА СО РАН (этапы развития) // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 703–716. DOI: 10.15372/ AOO20190904; Panchenko M.V., Kabanov M.V., Pkhalagov Yu.A., Belan B.D., Kozlov V.S., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Uzhegov V.N., Shchelkanov N.N., Pol’kin V.V., Terpugova S.A., Tolmachev G.N., Yausheva E.P., Arshinov M.Yu., Simonenkov D.V., Shmargunov V.P., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Pol’kin Vas.V., Zhuravleva T.B., Nasrtdinov I.M., Zenkova P.N. Integrated studies of tropospheric aerosol at the Institute of Atmospheric Optics (development stages) // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 27–41.
12. Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свириденков М.А. Однопараметрическая модель приземного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1981. Т. 17, № 1. С. 39–49.
13. Кондратьев К.Я., Поздняков Д.В. Аэрозольные модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 104 с.
14. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптические модели атмосферного аэрозоля // Томск: Изд-во ТФ СО АН СССР, 1986. 295 с.
15. Щелканов Н.Н., Пхалагов Ю.А. Двухпараметрическая модель аэрозольного ослабления для атмосферных дымок // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 12. С. 1089–1092.
16. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная мо­дель континентального аэрозоля // Новосибирск: Наука, 1982. 200 с.
17. Панченко М.В., Козлов В.С., Полькин В.В., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шмаргунов В.П. Восстановление оптических характеристик тропосферного аэрозоля Западной Сибири на основе обобщенной эмпирической модели, учитывающей поглощающие и гигроскопические свойства частиц // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 1. С. 46–54.
18. Hanel G. The properties of atmospheric aerosol particles as function of relative humidity at the thermodynamic equilibrium with surrounding moist air // Adv. Geophys. 1976. V. 19. P. 73–188.
19. Panchenko M.V., Kozlov V.S., Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V., Terpugova S.A., Uzhegov V.N., Chernov D.G., Shmargunov V.P., Yausheva E.P., Zenkova P.N. Aerosol characteristics in the near-ground layer of the atmosphere of the city of Tomsk in different types of aerosol weather // Atmosphere. 2020. V. 11, N 1. P. 20–39. DOI: 10.3390/atmos11010020.
20. Лактионов А.Г. Равновесная гетерогенная конденсация. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. 160 с.
21. Панченко М.В., Полькин В.В., Полькин Вас.В., Козлов В.С., Яушева Е.П., Шмаргунов В.П. Распределение по размерам «сухой основы» частиц в приземном слое атмосферы пригородного района г. Томска в рамках эмпирической классификации типов «аэрозольной погоды» // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 7. С. 539–547. DOI: 10.15372/AOO20190705; Panchenko M.V., Pol’kin V.V., Pol’kin Vas.V., Kozlov V.S., Yausheva E.P., Shmargunov V.P. Size distribution of dry matter of particles in the surface atmospheric layer in the suburban region of Tomsk within the empirical classification of aerosol weather types // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 6. P. 655–662.
22. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
23. Ивлев Л.С., Попова С.И. Оптические константы вещества атмосферного аэрозоля // Изв. вузов. Физика. 1972. № 5. С. 91–97.
24. Mikhailov E., Vlasenko S., Martin S.T., Koop T., Poschl U. Amorphous and crystalline aerosol particles interacting with water vapor: Conceptual framework and experimental evidence for restructuring, phase transitions and kinetic limitations // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 24. P. 9491–9522.
25. Topping D.O., McFiggans G.B., Coe Y. A curved multicomponent aerosol hygroscopicity model framework: Part 2 – Including organic compounds // Atmos. Chem. Phys. 2005. N 5. P. 1223–1242.
26. Ramanathan V., Crutzen P.J., Kiehl J.T., Rosenfeld D. Aerosols, climate and the hydrological cycle // Science. 2001. V. 294. P. 2119–2124.
27. Zieger P., Fierz-Schmidhauser R., Gysel M., Strom J., Henne S., Yttri K.E., Baltensperger U., Weingartner E. Effects of relative humidity on aerosol light scattering in the Arctic // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2010. V. 10, N 2. P. 3659–3698.
28. Martin S.T. Phase transitions of aqueous atmospheric particles // Chem. Rev. 2000. V. 100, N 6. P. 3403–3453.
29. Zenkova P.N., Terpugova S.A., Pol’kin Vas.V., Pol’kin V.V., Kozlov V.S., Yausheva E.P., Panchenko M.V. Model calculation of the aerosol optical characteristics at different variants of considering hygroscopic and absorbing properties on the example of atmospheric hazes // Proc. SPIE. 2020. DOI: 10.1117/12.2574942.
30. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986.
31. Pol’kin V.V, Panchenko M.V. Fitting of the particle size distributions by lognormal functions in the frameworks of empirical classification of the “aerosol weather” types // Proc. SPIE. 2019. DOI: 10.1117/12.2541115.
32. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н. Исследование одновременных вариаций аэрозольного ослабления радиации на горизонтальных и наклонных трассах // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 4. С. 321–327.
33. Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. О роли дисперсных фракций приземной дымки в ослаблении видимого и инфракрасного излучения // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 1. С. 19–22.