Том 36, номер 09, статья № 6

Аннотация:

Представлены результаты анализа характеристик инверсий температуры воздуха в пограничном слое атмосферы (повторяемость, тип, интенсивность, мощность) до высоты 1 км на основе экспериментальных данных за 2020–2022 гг., полученных с помощью метеорологических температурных профилемеров МТР-5. Профили температуры воздуха измерялись одновременно в пункте с естественным ландшафтом (пригород г. Томска) и над урбанизированной территорией (окраина г. Томска, Академгородок). Установлено, что инверсии температуры фиксировались примерно в половине времени наблюдений. Приводится статистика разных форм и типов инверсии в зависимости от сезона года. Рассмотрена взаимосвязь интенсивности инверсий с метеорологическими параметрами в приземном слое атмосферы. Отмечено существенное влияние направления ветра на интенсивность инверсий.
 

Ключевые слова:

пограничный слой атмосферы, инверсия температуры, скорость ветра, направление ветра, кинетическая энергия турбулентности, турбулентный поток тепла

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Васильев Д.Ю., Вельмовский П.В., Семенов В.А., Семенова Г.Н., Чибилев А.А. Влияние метеорологических условий на уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе Уфе // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 1. С. 49–58. DOI: 10.15372/AOO 20230107.
2. Локощенко М.А., Богданович А.Ю., Еланский Н.Ф., Лезина Е.А. Температурные инверсии в Москве и их влияние на состав приземного воздуха // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 6. С. 641–650. DOI: 10.31857/S0002351521060080.
3. Шкляев В.А., Костарева Т.В. Характеристики температурных инверсий и их связь с загрязнением атмосферного воздуха в г. Перми // Географ. вестн. 2019. № 1. С. 84–92. DOI: 10.17072/2079-7877-2019-1-84-92.
4. Лазарева Е.О., Попова Е.С., Липовицкая И.Н. Влияние температурных инверсий на концентрацию примесей в приземном слое воздуха над Санкт-Петербургом в 2006–2014 гг. // Уч. зап. Рос. гос. гидромет. ун-та. 2015. № 41. С. 149-155.
5. Селегей Т.С., Филоненко Н.Н., Ленковская Т.Н. О методике определения метеорологического потенциала загрязнения атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 725–729; Selegei T.S., Filonenko N.N., Lenkovskaya T.N. On the technique for determining the meteorological air pollution potential // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 561–565.
6. Ахметшина А.С. Инверсии температуры воздуха как фактор, влияющий на уровень загрязнения пограничного слоя атмосферы (на примере г. Томска): Автореф. дис. ... канд. географ. наук. Томск: Том. гос. ун-т, 2015. 26 с.
7. Фисенко А.О., Волобуева О.В., Винокурова Е.В. Анализ и оценка температурных инверсий в Арктике // Информационные технологии и системы: управление, экономика, транспорт, право. 2022. № S2. С. 155–161.
8. Юшков В.П. Термическая стратификация воздушного бассейна мегаполиса: сопоставление модельных представлений и данных наблюдений // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2022. Т. 58, № 4. С. 424–437. DOI: 10.31857/S0002351522030129.
9. Демин В.И., Козелов Б.В., Лосев А.В. Особенности вертикального распределения температуры воздуха в пограничном слое атмосферы в прибрежных и центральных районах Мурманской области // Phys. of auroral phenomena. Proc. XIIV Annual Seminar, Apatity. 2021. Т. 44, № 1. С. 176–180. DOI: 10.51981/2588-0039.2021.44.041.
10. Козлова Л.Ф. Изменение повторяемости температурных инверсий на станции Астрахань за последние годы // Тр. Всерос. науч.-исслед. ин-та гидромет. информации – Мирового центра данных. 2020. № 187. С. 170–177.
11. Козлова Л.Ф., Хохлова А.В. Климатические характеристики приподнятых температурных инверсий по данным аэрологических измерений на станциях Долгопрудная и Мурманск // Тр. Всерос. науч.-исслед. ин-та гидромет. информации – Мирового центра данных. 2018. № 183. С. 135–143.
12. Козлова Л.Ф., Хохлова А.В. Климатические характеристики приземных температурных инверсий по данным аэрологических измерений на станциях Мурманск и Смоленск // Тр. Всерос. науч.-исслед. ин-та гидромет. информации – Мирового центра данных. 2018. № 181. С. 120–125.
13. Локощенко М.А., Корнева И.А., Дубовецкий А.З., Кочин А.В. Температура воздуха в нижней тропосфере над Москвой во время аномальной жары летом 2010 г. // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 10. С. 906–913; Lokoshchenko M.A., Korneva I.A., Dubovetsky A.Z., Kochin A.V. Air temperature in the lower troposphere over Moscow during heat wave in the summer of 2010 // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 3. P. 267–273.
14. Крюкова С.В., Симакина Т.Е. Анализ температурных инверсий в Санкт-Петербурге // Уч. зап. Рос. гос. гидромет. ун-та. 2015. № 40. С. 150–159.
15. Гендлер С.Г., Борисовский И.А. Оценка особенностей формирования температурных инверсий при открытой добыче полезных ископаемых в условиях Арктики // Изв. Тул. гос. ун-та. Науки о Земле. 2021. № 4. С. 59–75. DOI: 10.46689/2218-5194-2021-4-1-59-75.
16. Назарчук О.В. Исследование процесса загрязнения атмосферы карьерного пространства от точечных стационарных источников в условиях температурной инверсии и штиля // Проблемы недропользования. 2021. № 4. С. 97–104. DOI: 10.25635/2313-1586.2021. 04.097.
17. Базавлук В.А., Серяков С.В. Влияние инверсии температуры воздуха на геокриологические условия осваиваемых территорий // Вестн. Том. гос. архитектурно-строит. ун-та. 2015. № 3. С. 210–218.
18. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки влияния турбулентности и регулярной рефракции на характеристики лазерного пучка в пограничном слое атмосферы. Часть 2. Уширение лазерного пучка при сильной регулярной рефракции // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 10. С. 798–804; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V. Estimation of the turbulence and regular refraction effect on laser beam parameters in the atmospheric boundary layer: Part 2, Laser beam broadening under strong regular refraction // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 1. P. 26–32.
19. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки показателя преломления и регулярной рефракции оптических волн в пограничном слое атмосферы. Часть 2. Рефракция лазерного луча // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 829–833; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V. Estimates of the refractive index and regular refraction of optical waves in the atmospheric boundary layer: Part 2, Laser beam refraction // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 445–450.
20. Асанов С.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Игнатьев А.Б., Матвиенко Г.Г., Морозов В.В., Тарасенкова А.В. Прогноз распространения интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего ИК спектральных диапазонов при работе на наклонных высотных атмосферных трассах // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 3. С. 167–176; Asanov S.V., Geintz Yu.E., Zemlyanov A.A., Ignatyev A.B., Matvienko G.G., Morozov V.V., Tarasenkova A.V. Forecast of intense near- and mid-IR laser radiation propagation along slant atmospheric paths // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 4. P. 315–323.
21. Асанов С.В., Белов В.В., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э., Дудоров В.В., Землянов А.А., Игнатьев А.Б., Канев Ф.Ю., Колосов В.В., Коняев П.А., Лукин В.П., Матвиенко Г.Г., Морозов В.В., Носов В.В., Пономарев Ю.Н., Пташник И.В., Тарасенков М.В. Оптическая модель земной атмосферы для интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего ИК спектральных диапазонов // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 4. С. 338–345.
22. Zeng H., Tian P., Zhang M., Cao X., Liang J., Zhang L. Rapid change in surface-based temperature inversions across the World during the last three decades // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2022. V. 61. P. 175–184. DOI: 10.1175/JAMC-D-21-0093.1.
23. Mahrt L., Acevedo O. Types of vertical structure of the nocturnal boundary layer // Bound.-Lay. Meteorol. 2022. DOI: 10.1007/s10546-022-00716-7.
24. Zhang L., Ding M., Dou T., Huang Y., Lv J., Xiao C. The shallowing surface temperature inversions in the Arctic // J. Clim. 2021. V. 34, N 9. P. 4159–4168. DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0621.1.
25. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н. Методические рекомендации по использованию данных дистанционных измерений профилей температуры в пограничном слое микроволновыми профилемерами: теория и практика. Долгопрудный: Изд-во Физматкнига, 2015. 171 с.
26. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н., Ганьшин Е.В., Горелик А.Г., Князев А.К., Миллер Е.А., Некрасов В.В., Точилкина Т.А., Шапошников А.Н. Современный опыт использования данных наземных микроволновых радиометрических систем для измерения параметров атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 502–508. DOI: 10.15372/AOO20170609.
27. Юшков В.П. Что может измерять температурный профилемер? // Метеорол. и гидрол. 2014. № 12. С. 76–88.
28. Юшков В.П. Оценка пространственных неоднородностей температурной стратификации в пограничном слое Московского мегаполиса по данным дистанционных измерений // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 11. С. 1012–1022; Yushkov V.P. Estimation of spatial inhomogeneities of thermal stratification in the boundary layer of the Moscow Megalopolis from remote sensing // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 1. P. 56–66.
29. Одинцов С.Л., Гладких В. А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки показателя преломления и регулярной рефракции оптических волн в пограничном слое атмосферы. Часть 1. Показатель преломления // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 821–828; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V. Estimates of the refractive index and regular refraction of optical waves in the atmospheric boundary layer: Part 1, Refractive index // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 437–444.
30. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзорова И.В. Высота области интенсивного турбулентного теплообмена в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Часть 1: Методика оценок и статистика // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 10. С. 782–790; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Nevzorova I.V. Height of the region of intense turbulent heat exchange in a stably stratified atmospheric boundary layer: Part 1 – Evaluation technique and statistics // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 1. P. 34–44.
31. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7. С. 21–25.
32. Kamardin A.P., Nevzorova I.V., Odintsov S.L. Statistics of air temperature inversions in the atmospheric boundary layer // Proc. SPIE. 2021. V. 11916.
33. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзорова И.В. Высота области интенсивного турбулентного теплообмена в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Часть 2: Взаимосвязь с приземными метеорологическими параметрами // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 11. С. 880–889; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Nevzorova I.V. Height of the region of intense turbulent heat exchange in a stably stratified boundary layer of the atmosphere. Part 2: Relationship with surface meteorological parameters // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 2. P. 117–127.
34. Гладких В.А., Невзорова И.В., Одинцов С.Л. Статистика внешних масштабов турбулентности в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 3. С. 212–220; Gladkikh V.A., Nevzorova I.V., Odintsov S.L. Statistics of outer turbulence scales in the surface air layer // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 4. P. 450–458.