Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.D.231
Расчеты характеристик солнечной радиации на основе оптических параметров из лидарного зондирования атмосферы
Мельникова И.Н. (1), Самуленков Д.А. (1), Сапунов М.В. (1), Васильев АВ (1), Кузнецов А.Д. (2)
(1) Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
(2) Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Для построения оптической модели атмосферы используются результаты лидарного зондирования атмосферы в Ресурсном Центре «Обсерватория экологической безопасности» Научного Парка Санкт-Петербургского государственного университета в центре Санкт-Петербурга на Василевском острове. Вертикальные профили коэффициентов ослабления и обратного рассеяния, распределения частиц по размерам, комплексного показателя преломления вместе с профилями горизонтальной и вертикальной составляющих ветра получены из лидарного зондирования в 2014 -2015. Высота лидарного зондирования атмосферных аэрозолей составляет до 25 км. Высота профилей ветра – до 12 км. Наблюдения выполнялись в дневное и ночное время при ясном небе или в условиях разорванной облачности. В дополнение к лидарным результатам были привлечены данные аэрологического зондирования в п. Воейково: профили скорости и направления ветра, температуры. и влажности. Расстояние между пунктами измерений 25 км.
Было проведено сравнение результатов лидарных измерений и данных станций AERONET на ближайших станциях к Санкт-Петербургу. Показано, что сезонные вариации оптических и морфологических параметров аэрозолей в шапке загрязнений над мегаполисом в значительной степени определяется изменчивостью метеорологических характеристик. Можно проследить превалирующие направления и скорости ветра определяют потоки загрязнений на различных высотах над Васильевским островом – центром Санкт-Петербурга. Свойства атмосферных аэрозолей в большой степени влияют на оптику и микрофизику облачности, включай влагосодержание.
Полученные оптические модели атмосферы были приняты для исходных при расчетах характеристик солнечной радиации в атмосфере: лучистого притока тепла, пропущенного и отраженного потоков радиации, скорости нагревания и радиационного форсинга.
Работа была выполнена с использованием оборудования Ресурсного центра "Обсерватория экологической безопасности" Научного парка СПбГУ и
в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» (Соглашение №14.586.21.0023, уникальный идентификатор проекта RFMEFI58615X0023, название проекта: "Создание научно-технического задела в области разработки технологий прогнозирования состава атмосферы в условиях меняющегося климата".)".
Ключевые слова: атмосферные аэрозоли, лидарное зондирование, характеристики солнечной радиации, вертикальный профиль, оптическая толщина, лучистый приток, радиационный форсинг
Литература:
- Донченко В.К. , Самуленков Д.А., Мельникова И.Н., Борейшо А.С., Чугреев А.В. Лазерные системы Ресурсного центра СПбГУ. Возможности, постановка задач и первые результаты. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 122–132. 10, 122–132, 2013
- Veselovskii I., Whiteman D.N., Kolgotin A., Andrews E., Korenskii M. Demonstration of aerosol property profiling by multi-wavelength lidar under varying relative humidity conditions J. of Atmos. and Ocean. Tech. 26, 1543–1557, 2009.
- Xu H., Guo J., Ceamanos X., Roujean J.-L., Min M., Carrer D. On the influence of the diurnal variations of aerosol content to estimate direct aerosol radiative forcing using MODIS data. // Atmospheric Environment, 2016. V. 141. P. 186-196.
- Горчаков Г.И., Свириденков М.А. Статистическая модель оптических характеристик атмосферной дымки. Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана. 1979, т. 15, N 1, с.53-59.
- Kneizis F.X., Abreu L.W., Anderson G.P., Chetwynd G.H., Shettle E.P., Berk A., Bernstein L.S., Robertson D.S., Acharya P., Rothman L.S., Selby J.E.A., Gallery W.O., Clouth S.A. The Modtran 2/3. Report and Lowtran 7 model. Phillips Laboratory, Hanscon, Massachusetts, 1996, 230p.
- V. Frolkis, E. Rozanov, “Radiation code for climate and general circulation models”, in Current problems in Atmospheric Radiation, IRS'92 Proceedings edited by S. Keevallik (A.DEEPAK Publ. Hampton, USA, 1993), pp.176–179.
- Гинзбург А.С., Мельникова И.Н., Новиков С.С., Фролькис В.А. Простая радиационная модель безоблачной и облачной атмосферы. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016 (в печати)
Презентация доклада
Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов
177