Phân tích các phương pháp mô hình hóa hành vi theo năm và quang phổ của độ sâu quang học aerosol trong khí quyển ở Siberia và Primorye

Atmospheric and Oceanic Optics - Tập 28 - Trang 145-157 - 2015
S. M. Sakerin1, S. A. Beresnev2, D. M. Kabanov1, G. I. Kornienko3, S. V. Nikolashkin4, V. A. Poddubny5, M. A. Tashchilin6, Yu. S. Turchinovich1, B. N. Holben7, A. Smirnov7
1V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Tomsk, Russia
2B.N. Yeltsyn Ural Federal University, Yekaterinburg, K-83, Russia
3Ussuriisk Astrophysics Observatory, Far East Branch, Russian Academy of Sciences Gornotaezhnoe, Primorskii Krai, Russia
4Yu. G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Yakutsk, Russia
5Institute of Industrial Ecology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, Russia
6Institute of Solar-Terrestrial Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Irkutsk, Russia
7NASA/Goddard Space Flight Center Greenbelt, Washington D.C., United States

Tóm tắt

Dữ liệu đo đạc từ máy đo quang học đa năm tại khu vực châu Á của Nga được sử dụng để phân tích các vấn đề liên quan đến việc mô hình hóa hành vi theo năm và quang phổ của độ sâu quang học aerosol trong khí quyển (AOD), dựa trên việc tách rời đóng góp của aerosols mịn và thô. Các đặc điểm cụ thể về phân bố không gian và biến đổi theo mùa của các đặc tính AOD ở các khu vực khác nhau được thảo luận; và một mô hình ba tham số về hành vi theo năm của AOD quang phổ trong khoảng 0,34–4 μm cho Tây Siberia (Tomsk) được đề xuất.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

M. Hess, P. Koepke, and I. Schult, “Optical properties of aerosols and clouds: The software package OPAC,” Bull. Amer. Meteorol. Soc. 79 (5), 831–844 (1998). V. E. Zuev and G. M. Krekov, Optical Models of the Atmosphere (Gidrometeoizdat, Leningrad, 1986) [in Russian]. V. A. Smerkalov, Applied Atmospheric Optics (Gidrometeoizdat, St. Petersburg, 1997) [in Russian]. K. Ya. Kondrat’ev, N. I. Moskalenko, and D. V. Pozdnyakov, Atmospheric Aerosol (Gidrometeoizdat, Leningrad, 1983) [in Russian]. L. S. Ivlev, Chemical Composition and Structure of Atmospheric Aerosols (Len. Gos. Univ., Leningrad, 1982) [in Russian]. E. V. Yarkho, “Annual variations in atmospheric aerosol optical depth typical of different climatic zones,” Atmos. Ocean. Opt. 8 (7), 553–557 (1995). E. V. Gorbarenko, A. E. Erokhina, and A. B. Lukin, “Long-term measurements of variations in aerosol optical depth in Russia,” Meteorol. Gidrol., No. 7, 41–48 (2006). G. M. Abakumova and E. V. Gorbarenko, Air Transparency during Past 50 Years and Its Variations on the Russian Territory (LKI, Moscow, 2008) [in Russian]. B. N. Holben, T. F. Eck, I. Slutsker, D. Tanre, J. P. Buis, A. Setzer, E. Vermote, J. A. Reagan, Y. J. Kaufman, T. Nakadjima, F. Lavenu, I. Jankowiak, and A. Smirnov, “AERONET—A federated instrument network and data archive for aerosol characterization,” Remote. Sens. Environ. 66 (1), 1–16 (1998). O. T. Dubovik and M. King, “A flexible inversion algorithm for retrieval aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements,” J. Geophys. Res., D 105 (16), 20673–20696 (2000). B. N. Holben, D. Tanre, A. Smirnov, T. F. Eck, I. Slutsker, N. Abuhassan, W. W. Newcomb, J. S. Schafer, B. Chatenet, F. Lavenu, Y. J. Kaufman, Castle J. Vande, A. Setzer, B. Markham, D. Clark, R. Frouin, R. Halthore, A. Karneli, N. T. O’Neill, C. Pietras, R. T. Pinker, K. Voss, and G. Zibordi, “An emerging ground-based aerosol climatology: Aerosol optical depth from AERONET,” J. Geophys. Res., D 106 (11), 12,067–12,097 (2001). T. F. Eck, B. N. Holben, O. Dubovik, A. Smirnov, P. Goloub, H. B. Chen, B. Chatenet, L. Gomes, X. Y. Zhang, S. C. Tsay, Q. Ji. D. Giles, and I. Slutsker, “Columnar aerosol optical properties at AERONET sites in central eastern Asia and aerosol transport to the tropical mid-Pacific,” J. Geophys. Res. 110, D06202 (2005). doi 10.1029/2004JD005274 T. F. Eck, B. N. Holben, A. Sinyuk, R. T. Pinker, P. Goloub, H. Chen, B. Chatenet, Z. Li, R. P. Singh, S. N. Tripathi, J. S. Reid, D. M. Giles, O. Dubovik, N. T. O’Neill, A. Smirnov, P. Wang, and X. Xia, “Climatological aspects of the optical properties of fine/coarse mode aerosol mixtures,” J. Geophys. Res. 115, D19205 (2010). doi 10.1029/2010JD014002 D. M. Kabanov, S. M. Sakerin, and S. A. Turchinovich, “Sun photometer for scientific monitoring (instrumentation, techniques, algorithms),” Atmos. Ocean. Opt. 14 (12), 1067–1074 (2001). S. M. Sakerin, D. M. Kabanov, A. P. Rostov, S. A. Turchinovich, and V. V. Knyazev, “Sun photometers for measuring spectral air transparency in stationary and mobile conditions,” Atmos. Ocean. Opt. 26 (4), 352–356 (2013). Study of Radiation Parameters of Aerosol in the Russian Asia, Ed. by S. M. Sakerin (Publishing House of IAO SB RAS, Tomsk, 2012) [in Russian]. S. M. Sakerin, S. A. Beresnev, S. Yu. Gorda, D. M. Kabanov, G. I. Kornienko, Yu. I. Markelov, A. V. Mikhalev, S. V. Nikolashkin, M. V. Panchenko, V. A. Poddubnyi, V. V. Pol’kin, A. Smirnov, M. A. Tashchilin, S. A. Turchinovich, Yu. S. Turchinovich, B. Kholben, and T. A. Eremina, “Characteristics of the annual behavior of the spectral aerosol optical depth of the atmosphere under conditions of Siberia,” Atmos. Ocean. Opt. 22 (4), 446–456 (2009). S. M. Sakerin, S. Yu. Andreev, T. V. Bedareva, D. M. Kabanov, V. A. Poddubnyi, and A. P. Luzhetskaya, “Spatiotemporal variations in the atmospheric aerosol optical depth on the territory of Povolzhye, Urals, and Western Siberia,” Optika Atmos. Okeana 25 (11), 958–962 (2012). D. M. Kabanov, S. A. Beresnev, S. Yu. Gorda, G. I. Kornienko, S. V. Nikolashkin, S. M. Sakerin, and M. A. Tashchilin, “Diurnal behavior of aerosol optical depth of the atmosphere in a few regions of Asian part of Russia,” Atmos. Ocean. Opt. 26 (6), 466–472 (2013). A. Smirnov, B. Holben, T. F. Eck, O. Dubovik, and I. Slutsker, “Cloud screening and quality control algorithms for the AERONET data base,” Remote Sens. Environ. 73, 337–349 (2000). A. Angstrom, “On the atmospheric transmission of sun radiation and on dust in the air,” Geograf. Annaler. 11, 156–166 (1929). S. M. Sakerin and D. M. Kabanov, “Spectral dependence of the atmospheric aerosol optical depth in the wavelength range from 0.37 to 4 μm,” Atmos. Ocean. Opt. 20 (2), 141–149 (2007). S. M. Sakerin and D. M. Kabanov, “Correlations between the parameters of Angström formula and aerosol optical thickness of the atmosphere in the wavelength range from 1 to 4 μm,” Atmos. Ocean. Opt. 20 (3), 200–206 (2007). Radiation Parameters of the Atmosphere and Earth’s Surface, Ed. by K. Ya. Kondrat’ev (Gidrometeoizdat, Leningrad, 1969) [in Russian]. N. T. O’Neill, O. Dubovik, and T. F. Eck, “A modified Angstrom coefficient for the characterization of submicron aerosols,” Appl. Opt. 40 (15), 2368–2375 (2001). N. T. O’Neill, T. F. Eck, A. Smirnov, B. N. Holben, and S. Thulasiraman, “Spectral discrimination of coarse and fine mode optical depth,” J. Geophys. Res., D 108 (17), 4559–4573 (2003). D. M. Kabanov, V. V. Veretennikov, Yu. V. Voronina, S. M. Sakerin, and Yu. S. Turchinovich, “Information system for network solar photometers,” Atmos. Ocean. Opt. 22 (1), 121–127 (2009). D. M. Kabanov, S. A. Beresnev, S. Yu. Gorda, G. I. Kornienko, S. V. Nikolashkin, S. M. Sakerin, M. A. Tashchilin, B. N. Holben, and A. Smirnov, “About annual variation sin the aerosol optical depth in some regions of Russian Asia,” in Proc. of the XX Intern. Symp. “Atmospheric and Oceanic Optics. Atmospheric Physics” (Publishing House of IAO SB RAS, Tomsk, 2014) [in Russian]. S. M. Sakerin, V. V. Veretennikov, T. B. Zhuravleva, D. M. Kabanov, and I. M. Nasrtdinov, “Comparative analysis of aerosol radiative characteristics in situations of forest fire smokes and under usual conditions,” Opt. Atmos. Okeana 23 (6), 451–461 (2010). N. N. Shchelkanov, “Methods for calculation of random errors of the parameters of environment from experimental data,” Opt. Atmos. Okeana 25 (9), 815–821 (2012). T. V. Bedareva, T. B. Zhuravleva, D. M. Kabanov, I. M. Nasrtdinov, S. M. Sakerin, and Yu. S. Turchinovich, “Aerosol parameters of a smoky haze in summer 2012 in Siberia,” in Abstract of the X Siberian Workshop on Climate-Environmental Monitoring, Tomsk, October 14–17, 2013, pp. 23–24. G. I. Gorchakov, E. G. Semutnikova, A. A. Isakov, V. M. Kopeikin, A. V. Karpov, G. A. Kurbatov, E. A. Lezina, T. Ya. Ponomareva, and A. V. Sokolov, “Moscow smoky haze of 2010. Extreme aerosol and gaseous air pollution in Moscow region,” Opt. Atmos. Okeana 24 (6), 452–458 (2011). S. M. Sakerin, S. Yu. Andreev, T. V. Bedareva, D. M. Kabanov, G. I. Kornienko, B. Holben, and A. Smirnov, “Atmospheric aerosol optical depth in Far East Primorye according to data of satellite and ground-based observations,” Opt. Atmos. Okeana 24 (8), 654–660 (2011). S. M. Sakerin and D. M. Kabanov, “Spatial inhomogeneities and the spectral behavior of atmospheric aerosol optical depth over the Atlantic Ocean,” J. Atmos. Sci. 59 (3), Part 1, 484–500 (2002). S. M. Sakerin, D. M. Kabanov, A. V. Smirnov, and B. N. Holben, “Aerosol optical depth of the atmosphere over ocean in the wavelength range 0.37–4 μm,” Int. J. Remote Sens. 29 (9), 2519–2547 (2008). doi 10.1080/01431160701767492 S. M. Sakerin, D. M. Kabanov, M. V. Panchenko, and V. V. Pol’kin, “Latitude behavior and interrelations among the aerosol properties in the atmosphere over South Atlantic,” Atmos. Ocean. Opt. 19 (7), 547–556 (2006). S. M. Sakerin, N. I. Vlasov, D. M. Kabanov, K. E. Lubo-Lesnichenko, A. N. Prakhov, V. F. Radionov, Yu. S. Turchinovich, B. N. Holben, and A. Smirnov, “Results of spectral measurements of atmospheric aerosol optical depth with sun photometers in the 58th Russian Antarctic expedition,” Atmos. Ocean. Opt. 27 (5), 393–402 (2014). S. M. Sakerin, S. Yu. Andreev, T. V. Bedareva, and D. M. Kabanov, “Specific features of the spatial distribution of the atmospheric aerosol optical depth in the Asian part of Russia,” Atmos. Ocean. Opt. 25 (6), 484–490 (2012).