Том 35, номер 01, статья № 10

Аннотация:

Приведены результаты исследований содержания осажденного водяного пара в столбе атмосферы для пика Терскол (Приэльбрусье), Кисловодска, пос. Научный (Крым), г. Шеки (Азербайджан) и с. Хунзах (Дагестан). Выполнен сравнительный анализ изменений содержания осажденного водяного пара, оцененного по данным измерений ГНСС-станций и реанализа ERA-5. Использование реанализа ERA-5 позволило выявить новые пункты, перспективные для размещения миллиметровых/субмиллиметровых телескопов. Показано, что с учетом сравнительно низкого покрытия неба общей облачностью наиболее перспективны для размещения российского миллиметрового/субмиллиметрового телескопа на Северном Кавказе Рутульский и Агульский районы горного Дагестана (горы Хорай (3521 м), Каталнац (3780 м) и Карах (2876 м) с окрестностями, гора Синдаку (2849 м) с окрестностями).

Ключевые слова:

телескоп, астроклимат, осажденный водяной пар, реанализ ERA-5, ГНСС, спутниковая геодезия

Список литературы:

1. Marchiori G., Rampini F., Tordi M., Spinola M., Bressan R. Towards the Eurasian Submillimeter Telescope (ESMT): Telescope concept outline and first results // Ground-Based Astronomy in Russia. 21st Century, Proc. All-Rus. Conf., 21–25 September, 2020, Nizhny Arkhyz, Russia. 2020. P. 378–383. DOI: 10. 26119/978-5-6045062-0-2_2020_378.
2. Khaikin V., Lebedev M., Shmagin V., Zinchenko I., Vdovin V., Bubnov G., Edelman V., Yakopov G., Shikhovtsev A., Marchiori G., Tordi M., Duan R., Li D. On the Eurasian SubMillimeter Telescopes Project (ESMT) // 7th All-Rus. Microwave Conf. (RMC), Moscow, Russia, 2020. P. 47–51. DOI: 10.1109/ RMC50626.2020.9312233.
3. Duan R., Khaikin V., Lebedev M., Shmagin V., Yakopov G., Vdovin V., Bubnov G., Zhang X., Niu C., Li D., Zinchenko I. Toward Eurasian SubMillimeter Telescopes: The concept of multicolor SubTHz MKID-Array demo camera MUSICAM and its instrumental testing // 7th All-Rus. Microwave Conf. (RMC), Moscow, Russia, 2020. P. 41–46. DOI: 10.1109/RMC50626. 2020.9312270.
4. Bubnov G.M., Abashin E.B., Balega Y.Y., Bolshakov O.S., Dryagin S.Y., Dubrovich V.K., Marukhno A.S., Nosov V.I., Vdovin V.F., Zinchenko I.I. Searching for new sites for THz observations in Eurasia // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2015. V. 5, N 1. P. 64–72. DOI: 10.1109/TTHZ.2014.2380473.
5. Bubnov G., Vdovin V., Khaikin V., Tremblin P., Baron P. Analysis of variations in factors of specific absorption of sub-terahertz waves in the Earth’s atmosphere // 7th All-Rus. Microwave Conf. (RMC), Moscow, Russia, 2020. P. 229–232. DOI: 10.1109/RMC50626. 2020.9312314.
6. Maud L.T., Tilanus R.P.J., van Kempen T.A., Hogerheijde M.R., Schmalzl M., Yoon I., Contreras Y., Toribio M.C., Asaki Y., Dent W.R.F., Fomalont E., Matsushita S. Phase correction for ALMA. Investigating water vapour radiometer scaling: The long-baseline science verification data case study // Astron. Astrophys. 2017. V. 605. P. A121. DOI: 10.1051/0004-6361/201731197.
7. Лукин В.П., Коняев П.А., Борзилов А.Г., Соин Е.Л. Адаптивная система стабилизации и формирования изображения для крупноапертурного солнечного телескопа // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 3. С. 207–217.
8. Ботыгина Н.Н., Колобов Д.Ю., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Чупраков С.А., Шиховцев А.Ю. Двухзеркальная адаптивная система коррекции атмосферных помех Большого солнечного вакуумного телескопа // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 7. С. 563–569; Botygina N.N., Kolobov D.Yu., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Chuprakov S.A., Shikhovtsev A.Yu. Two-mirror adaptive system for correction of atmospheric disturbances of the large solar vacuum telescope // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 6. P. 709–717.
9. Botygina N.N., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Kopylov E.A., Lukin V.P. Development of elements for an adaptive optics system for solar telescope // J. Appl. Remote Sens. 2018. V. 12, N 4. P. 042403. DOI: 10.1117/1.JRS.12.042403.
10. Xiong Z., Zhang B., Sang J., Sun X., Wei X. Fusing precipitable water vapor data in China at different timescales using an artificial neural network // Remote Sens. 2021. V. 13. P. 1720. DOI: 10.3390/rs13091720.
11. He Q., Shen Z., Wan M., Li L. Precipitable water vapor converted from GNSS-ZTD and ERA5 datasets for the monitoring of tropical cyclones // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 87275–87290. DOI: 10.1109/ ACCESS.2020.2991094.
12. Jiao D., Xu N., Yang F. Xu K. Evaluation of spatial-temporal variation performance of ERA5 precipitation data in China // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 17956. DOI: 10.1038/s41598-021-97432-y.
13. Zhang Y., Cai C., Chen B., Dai W. Consistency evaluation of precipitable water vapor derived from ERA5, ERA-Interim, GNSS, and radiosondes over China // Radio Sci. 2019. V. 54. P. 561–571. DOI: 10.1029/ 2018rs006789.
14. Bevis M., Businger S., Herring T.A., Rocken C., Anthes R.A., Ware R.H. GPS Meteorology: remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system // J. Geophys. Res. 1992. V. 97, N D14. P. 787–801.
15. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Часть 1. М.: Картгеоцентр, 2005. 334 с.
16. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Часть 3. М.: Картгеоцентр, 2006. 360 с.
17. URL: http://geoweb.mit.edu/gg/docs/Intro_GG.pdf (дата обращения: 10.10.2021).
18. Комплекс оборудования для хранения и обработки астрономических данных ГАИШ МГУ. [Электронный ресурс] URL: https://istina.msu.ru/equipment/card/9351754 (дата обращения: 18.10.2021).
19. Boehm J., Werl B., Schuh H. Troposphere mapping functions for GPS and very long baseline interferometry from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational analysis data // J. Geophys. Res. 2006. V. 111, N B2. P. B02406. DOI: 10.1029/2005JB003629.
20. Wang Z., Sun M., Yao X., Zhang L., Zhang H. Spatiotemporal variations of water vapor content and its relationship with meteorological elements in the third pole // Water. 2021. V. 13, N 13. P. 1856. DOI: 10.3390/ w13131856.
21. Ayantobo O.O., Wei J., Kang B., Li T., Wang G. Spatial and temporal characteristics of atmospheric water vapour content and its relationship with precipitation conversion in China during 1980–2016 // Int. J. Climatol. 2021. V. 41, N 3. P. 1747–1766. DOI: 10.1002/joc.6928.
22. Ziv S.Z., Yair Y., Alpert P., Uzan L., Reuveni Y. The diurnal variability of precipitable water vapor derived from GPS tropospheric path delays over the Eas­tern Mediterranean // Atmos. Res. 2021. V. 249. P. 105307. DOI: 10.1016/j.atmosres.2020.105307.
23. Bordi I., Fraedrich K., Sutera A., Zhu X. Ground-based GPS measurements: time behavior from half-hour to years // Theor. Appl. Climatol. 2014. V. 115. P. 615–625. DOI: 10.1007/s00704-013-0923-z.
24. Lees E., Bousquet O., Roy D., Bellevue J.L.D. Analysis of diurnal to seasonal variability of integrated water vapour in the South Indian Ocean basin using ground-based GNSS and fifth-generation ECMWF reanalysis (ERA5) data // Quant. J. Roy. Meteorol. Soc. 2021. V. 147, N 734. P. 229–248. DOI: 10.1002/qj.3915.
25. Yao Y., Shan L., Zhao Q. Establishing a method of short-term rainfall forecasting based on GNSS-derived PWV and its application // Sci. Rep. 2017. V. 7, N 1. P. 12465. DOI: 10.1038/s41598-017-12593-z.
26. Wang J., Dai A., Mears C. Global water vapor trend from 1988 to 2011 and its diurnal asymmetry based on GPS, radiosonde, and microwave satellite measurements // J. Clim. 2016. V. 29, N 14. P. 5205–5222. DOI: 10.1175/JCLI-D-15-0485.1.
27. Ssenyunzi R.C., Oruru B., D`ujanga F.M., Realini E., Barindelli S., Tagliaferro G., von Engeln A., vad de Giesen N. Performance of ERA5 data in retrieving precipitable water vapour over East African tropical region // Adv. Space Res. 2020. V. 65. P. 1877–1893. DOI: 10.1016/j.asr.2020.02.003.
28. Milyukov V., Kopaev A., Zharov V., Mironov A., Myasnikov A., Kaufman M., Duev D. Monitoring crustal deformations in the Northern Caucasus using a high precision long base laser strainmeter and the GPS // J. Geodyn. 2010. V. 49, N 3–4. P. 216–223. DOI: 10.1016/j.jog.2009.10.003.
29. Милюков В.К., Миронов А.П., Рогожин Е.А., Стеблов Г.М. Оценки скоростей современных движений Северного Кавказа по GPS наблюдениям // Геотектоника. 2015. Т. 3. С. 56–65.
30. Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М., Николаев А.В. Скорости современных горизонтальных движений в центральном секторе Большого Кавказа по данным GPS-наблюдений и их связь с тектоникой и глубинным строением земной коры // Докл. Академии наук. 2018. Т. 481, № 3. С. 288–292.
31. Агафонов М.И., Бубнов Г.М., Бубукин И.Т., Вдовин В.Ф., Горбунов Р.В., Зинченко И.И., Лапченко В.А., Носов В.И., Панкратов А.Л., Ракуть И.В. Результаты наблюдений астроклимата на Крымском полуострове в коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн // Астрофиз. Бюлл. 2018. Т. 73, № 3. С. 412–417.
32. Lapinov A.V., Lapinova S.A., Petrov L.Yu. On the benefits of the Eastern Pamirs for sub-mm astronomy // Proc. SPIE. 2020. P. 11453. DOI: 10.1117/12. 2560250.