Оценка потока УФ-радиации на поверхности земли из данных измерений отраженного потока на верхней границе атмосферы

Основное последствие ослабления озонового слоя, которое наблюдалось в глобальном масштабе в прошлые десятилетия это увеличение рисков для здоровья человека связанных с возрастанием величины потока УФ солнечной радиации на уровне земли – «УФ-опасность». В связи с этим обстоятельством регулярный мониторинг приземного потока УФ-радиации стал весьма актуальным. При этом следует отметить, что наземные спектральные измерения УФ-радиации выполняются в рамках наземной сети, которая ограничивается хоть и большим но недостаточным количеством пунктов. Прямые расчеты приземного потока УФ-радиации на базе теории переноса радиации позволяют получить необходимые значения для тех мест, где не проводятся измерения, однако вопрос о точности полученных значений, основанных на модельных расчетах остается открытым в связи с неопределенностями оптических моделей атмосферы. Содержание озона в атмосфере является сильно изменчивой компонентой. Кроме того, на формирование поля УФ-радиации в атмосфере влияют такие факторы, как облачность, содержание атмосферных аэрозолей, альбедо подстилающей поверхности и геометрия освещения. Строгий учет всех факторов требует знания изменчивого состояния атмосферы в рассматриваемый момент времени, что практически невозможно с высокой точностью. Поэтому оперативная оценка, а еще лучше оценка в режиме реального времени потока УФ-радиации, пропущенного атмосферой по данным спутниковых измерений отраженного потока, которые производятся постоянно и имеют глобальный охват, представляет значительный интерес для предупреждения биологической опасности повышенного уровня УФ-радиации на поверхности земли. При этом возможны два пути решения задачи. 1) Восстановление оптических параметров атмосферы по данным измерений отраженного потока УФ-радиации с последующим расчетом потока пропущенной радиации на основе методов теории переноса радиации. Такой путь, хоть и обеспечивает весьма точный результат, требует задания детальных моделей атмосферы с учетом содержания аэрозолей и малых газов (особенно озона) в атмосфере и не выполним в режиме реального времени. В настоящей работе предлагается приближенная оценка значений пропущенного потока УФ-радиации на поверхности земли из измеренных со спутника значений отраженного потока на верхней границе атмосферы. При этом мы не интересуемся оптическими параметрами атмосферы, ее детальным описанием, а рассматриваем ее как «черный ящик», который отражает и пропускает потоки солнечной УФ-радиации, формируя их значения. Метод представляется вполне разумным для приближенной оценки приземного потока УФ-радиации, потому что оба потока и отраженный и пропущенный определяются одним и тем же столбом атмосферы и потоком солнечной радиации на верхней границе атмосферы. В данной работе предложен оперативный подход к оценке величины пропущенного потока УФ-радиации на поверхности земли из данных измерений отраженного потока, которые производятся с борта спутников в непрерывном режиме. Такой подход позволяет приближенную быструю в режиме реального времени оценку потока УФ-радиации на поверхности земли, из известного значения отраженного потока, которая вполне достаточна для оперативного выявления биологической УФ-опасности на поверхности земли. Для выявления простой зависимости между потоками пропущенной и отраженной УФ-радиации проанализированы данные спектральных самолетных измерений восходящего потока солнечной радиации на высоте ~5 км и нисходящего потока на высоте 0.5 км в различных атмосферных условиях и над разными подстилающими поверхностямиОсновное последствие ослабления озонового слоя, которое наблюдалось в глобальном масштабе в прошлые десятилетия это увеличение рисков для здоровья человека связанных с возрастанием величины потока УФ солнечной радиации на уровне земли – «УФ-опасность». В связи с этим обстоятельством регулярный мониторинг приземного потока УФ-радиации стал весьма актуальным. При этом следует отметить, что наземные спектральные измерения УФ-радиации выполняются в рамках наземной сети, которая ограничивается хоть и большим но недостаточным количеством пунктов. Прямые расчеты приземного потока УФ-радиации на базе теории переноса радиации позволяют получить необходимые значения для тех мест, где не проводятся измерения, однако вопрос о точности полученных значений, основанных на модельных расчетах остается открытым в связи с неопределенностями оптических моделей атмосферы. Содержание озона в атмосфере является сильно изменчивой компонентой. Кроме того, на формирование поля УФ-радиации в атмосфере влияют такие факторы, как облачность, содержание атмосферных аэрозолей, альбедо подстилающей поверхности и геометрия освещения. Строгий учет всех факторов требует знания изменчивого состояния атмосферы в рассматриваемый момент времени, что практически невозможно с высокой точностью. Поэтому оперативная оценка, а еще лучше оценка в режиме реального времени потока УФ-радиации, пропущенного атмосферой по данным спутниковых измерений отраженного потока, которые производятся постоянно и имеют глобальный охват, представляет значительный интерес для предупреждения биологической опасности повышенного уровня УФ-радиации на поверхности земли. При этом возможны два пути решения задачи. 1) Восстановление оптических параметров атмосферы по данным измерений отраженного потока УФ-радиации с последующим расчетом потока пропущенной радиации на основе методов теории переноса радиации. Такой путь, хоть и обеспечивает весьма точный результат, требует задания детальных моделей атмосферы с учетом содержания аэрозолей и малых газов (особенно озона) в атмосфере и не выполним в режиме реального времени. В настоящей работе предлагается приближенная оценка значений пропущенного потока УФ-радиации на поверхности земли из измеренных со спутника значений отраженного потока на верхней границе атмосферы. При этом мы не интересуемся оптическими параметрами атмосферы, ее детальным описанием, а рассматриваем ее как «черный ящик», который отражает и пропускает потоки солнечной УФ-радиации, формируя их значения. Метод представляется вполне разумным для приближенной оценки приземного потока УФ-радиации, потому что оба потока и отраженный и пропущенный определяются одним и тем же столбом атмосферы и потоком солнечной радиации на верхней границе атмосферы. В данной работе предложен оперативный подход к оценке величины пропущенного потока УФ-радиации на поверхности земли из данных измерений отраженного потока, которые производятся с борта спутников в непрерывном режиме. Такой подход позволяет приближенную быструю в режиме реального времени оценку потока УФ-радиации на поверхности земли, из известного значения отраженного потока, которая вполне достаточна для оперативного выявления биологической УФ-опасности на поверхности земли. Для выявления простой зависимости между потоками пропущенной и отраженной УФ-радиации проанализированы данные спектральных самолетных измерений восходящего потока солнечной радиации на высоте ~5 км и нисходящего потока на высоте 0.5 км в различных атмосферных условиях и над разными подстилающими поверхностями.