Том 39, номер 01, статья № 9

Аннотация:

Водяной пар является основным газом, обусловливающим непрозрачность атмосферы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн. В настоящем исследовании продемонстрирована возможность применения мезомасштабной модели Weather Research and Forecasting (WRF) для эффективной оценки содержания осажденного водяного пара (PWV) с целью определения условий в существующих местах расположения обсерваторий и нахождения перспективных площадок для размещения нового крупного миллиметрового телескопа. Полученные результаты показывают, что модель WRF успешно воспроизводит пространственно-временную изменчивость PWV, выявляя зоны с минимальным содержанием влаги, что может быть использовано для планирования наблюдений на телескопах.

Ключевые слова:

осажденный водяной пар, миллиметровый телескоп, WRF, Саянская солнечная обсерватория, пик Хулугайша

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Бубукин И.Т., Ракуть И.В., Агафонов М.И., Яблоков А.А., Панкратов А.Л., Горбунова Т.Ю., Горбунов Р.В. Сравнительный анализ условий распространения миллиметровых радиоволн на радиоастрономических полигонах России и Узбекистана // Астрономический журнал. 2021. Т. 98, № 7. С. 581–598. DOI: 10.31857/S0004629921080016.
2. Valeria L., Martínez-Ledesma M., Reeves R. Satellite-based atmospheric characterization for sites of interest in millimeter and sub-millimeter astronomy // Astron. Astrophys. 2024. V. 684, P. 186–190. DOI: 10.1051/0004-6361/202347773.
3. Starr V.P., White R.M. Direct measurement of the hemispheric poleward flux of water vapor // J. Marine Res. 1955. V. 14, N 3. P. 217–225.
4. Gong Y., Liu Z., Wai Chan P., Kwong Hon K. Assimilating GNSS PWV and radiosonde meteorological profiles to improve the PWV and rainfall forecasting performance from the Weather Research and Forecasting (WRF) model over the South China // Atmos. Res. 2023. V. 286. P. 106677. DOI: 10.1016/j.atmosres.2023.106677.
5. Wu M., Jin S., Li Z., Cao Y., Ping F., Tang X. High-precision GNSS PWV and its variation characteristics in China based on individual station meteorological data //Remote Sensing. 2021. V. 13, N 7. P. 1296. DOI: 10.3390/rs13071296.
6. Fiorucci I., Muscari G., Bianchi C., Di Girolamo P., Esposito F., Grieco G., Summa D., Bianchini G., Palchetti L., Cacciani M., Di Iorio T., Pavese G., Cimini D., de Zafra R.L. Measurements of low amounts of precipitable water vapor by millimeter wave spectroscopy: An intercomparison with radiosonde, Raman lidar, and Fourier transform infrared data // J. Geophys. Res.: Atmos. 2008. V. 113, N D14. DOI: 10.1029/2008JD009831.
7. Pałm M., Melsheimer C., Noël S., Heise S., Notholt J., Burrows J., Schrems O. Integrated water vapor above Ny Ålesund, Spitsbergen: A multi-sensor intercomparison // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10, N 3. P. 1215–1226. DOI: 10.5194/acp-10-1215-2010.
8. Vdovin V.F., Zarezin A.M., Zemlyanukha P.M., Kotov A.V., Lesnov I.V., Marukhno A.S., Mineev K.V., Muravev V.M., Nosov V.I., Salkov V.A. Concept of a radiometer for measurements of the optical depth of the atmosphere in a 1.3-mm window of atmospheric transparency // Instrum. Exp. Tech. 2024. V. 67, N 5. P. 1007–1017. DOI: 10.1134/S0020441224701501.
9. Хабарова Т.А., Землянуха П.М., Домбек Е.М., Марухно А.С., Вдовин В.Ф. Анализ результатов измерений астроклимата в миллиметровом диапазоне длин волн с использованием методов машинного обучения // Астрофизический бюллетень. 2024. Т. 79, № 2. С. 350–360.
10. Pérez-Jordán G., Castro-Almazan J.A., Munoz-Tunon C. Precipitable water vapour forecasting: A tool for optimizing IR observations at Roque de los Muchachos Observatory // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 2018. V. 477, N 4. P. 5477–5485. DOI: 10.1093/mnras/sty943.
11. Pozo D., Marín J.C., Illanes L., Curé M., Rabanus D. Validation of WRF forecasts for the Chajnantor region // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 459, N 1. P. 419–426. DOI: 10.1093/mnras/stw600.
12. González A., Expósito F.J., Pérez J.C., Díaz J.P., Taima D. Verification of precipitable water vapour in high-resolution WRF simulations over a mountainous archipelago // Quant. J. Roy. Meteorol. Soc. 2013. V. 139, N 677. P. 2119–2133. DOI: 10.1002/qj.2092.
13. Зайко П.О. Система усвоения наземных и аэрологических наблюдений в мезомасштабную численную модель WRF-ARW в Белгидромете // Природные ресурсы. 2019. № 1. C. 89–96.
14. Khaikin V.B., Shikhovtsev A.Yu., Mironov A.P., Qian X. A Study of the Astroclimate in the Dagestan Mountains Agul Region and at the Ali Observatory in Tibet as Possible Locations for the Eurasian SubMM Telescopes (ESMT) // The Multifaceted Universe: Theory and Observations – 2022 (MUTO2022). 2022. V. 425. P. 072–079. DOI: 10.22323/1.425.0072.
15. Хабарова Т.А., Землянуха П.М., Домбек Е.М., Марков К.В., Марухно А.С., Худченко А.В., Вдовин В.Ф. Астроклимат в окрестности пика Хулугайша на основе анализа метеорологических и радиометрических измерений // Изв. вузов. Радиофизика. 2025. Т. 68, № 1. C. 18–28. DOI: 10.52452/00213462_2025_68_01_18.
16. Skamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., Gill D.O., Liu Z., Berner J., Wang W., Powers J.G., Duda M.G., Barker D.M., Huang X.Y. A Description of the Advanced Research WRF Version 4 // NCAR Tech. Note NCAR/TN-556+STR. 2019. 145 p. DOI: 10.5065/1dfh-6p97.
17. Weather Research and Forecasting (WRF) Model. URL: https://www.mmm.ucar.edu/weather-research-and-forecasting-model (last access: 14.11.2024).
18. NCEP GFS 0.25 Degree Global Forecast Grids Historical Archive. DOI: 10.5065/D65D8PWK.
19. Shikhovtsev A.Y., Kovadlo P.G., Lezhenin A.A., Korobov O.A., Kiselev A.V., Russkikh I.V., Shikhovtsev M.Y. Influence of atmospheric flow structure on optical turbulence characteristics // Appl. Sci. 2023. V. 13, N 3. Р. 1282–1296. DOI: 10.3390/app13031282.
20. Shikhovtsev A.Y., Kovadlo P.G., Baron P. Candidate Sites for Millimeter and Submillimeter Ground-Based Telescopes: Atmospheric Rating for the Eurasian Submillimeter Telescopes Project // Sensors. 2025. V. 25, N 7. P. 2144. DOI: 10.3390/s25072144.
21. Хайкин В.Б., Шиховцев А.Ю., Шмагин В.Е., Лебедев М.К., Копылов Е.А., Лукин В.П., Ковадло П.Г. О проекте евразийских субмиллиметровых телескопов (ESMT) и возможности применения адаптивной оптики для улучшения качества субмм изображений // Журн. радиоэлектрон. 2022. № 7. DOI: 10.30898/1684-1719. 2022.7.9.