Vol. 27, issue 05, article # 8

Sakerin S. M., Andreev S. Yu., Kabanov D. M., Nikolashkin S. V., Prakhov A. N., Radionov V. F., Turchinovich Yu. S., Chernov D. G., Holben B. N., Smirnov A. V., Sorokin M. G. On results of studies of atmospheric aerosol optical depth in Arctic regions. // Optika Atmosfery i Okeana. 2014. V. 27. No. 05. P. 413-423 [in Russian].
Copy the reference to clipboard
Abstract:

We discuss characteristics of the spectral aerosol optical depth (AOD) of the atmosphere, measured using sun photometers in high-latitude regions (Spitsbergen, Tiksi, Yakutsk). The seasonal variations are characterized by a decrease in AOD from spring to fall by approximately two times in Yakutia and 1.5 times in the region of Spitsbergen. It is shown that the high selectivity of the spectral AOD dependence in warm period (with Angstrom parameters varying from 1.3 to 1.8) was caused by low content of coarse aerosol. Based on long-term that satellite observations systematically overestimate AOD over Arctic seas.

Keywords:

Arctic, aerosol optical depth, annual behavior, spatial distribution

References:

1. Mohov I.I., Karpenko A.A., Stott P.A. Naibol'shie skorosti regional'nogo poteplenija klimata v poslednie desjatiletija s ocenkoj roli estestvennyh i antropogennyh prichin // Dokl. RAN. 2006. V. 406, N 1. P. 538–543.
2. Alekseev G.V., Radionov V.F., Aleksandrov E.I., Ivanov N.E., Harlanenkova N.E. Klimaticheskie izmenenija v Arktike i severnoj poljarnoj oblasti // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2010. N 1(84). P. 67–80.
3. Meteorologicheskie i geofizicheskie issledovanija. Serija: «Vklad Rossii v Mezhdunarodnyj poljarnyj god 2007/08» / Pod red. G.V. Alekseeva. М.: Paulsen, 2011. 352 p.
4. Makshtas A.P., Uttal T. Nachalo sovmestnyh Rossijsko-amerikanskih atmosfernyh nabljudenij v Tiksi // Rossijskie poljarnye issledovanija. 2010. N 2. P. 35–38.
5. Savatjugin L.M., Solov'janova I.Ju. Rossijskij nauchnyj centr na arhipelage Shpicbergen // Rossijskie poljarnye issledovanija. 2011. N 3(1). P. 13–15.
6. Sadykova E. Arktika: Jeksperiment prirody nad chelovekom // Nauka v Sibiri. 2012. N 21(2856). P. 6–7.
7. Barteneva O.D., Nikitinskaja N.I., Sakunov G.G., Veselova L.K. Prozrachnost' tolshhi atmosfery v vidimoj i blizhnej IK-oblasti spektra. L.: Gidrometeoizdat, 1991. 224 p.
8. Radionov V.F., Marshunova M.S., Rusina E.N., Lubo-Lesnichenko K.E., Pimanova Ju.E. Ajerozol'naja mutnost' atmosfery v poljarnyh rajonah // Izv. RAN. Fiz. atmosf. i okeana. 1994. V. 30, N 6. P. 797–801.
9. Rusina E.N., Marshunova M.S., Lomakin M.V., Pimanova Ju.I. Ajerozol'no-opticheskaja tolshhina atmosfery na arkticheskih i sredneshirotnyh stancijah Rossii // Tr. GNC RF AANII. 2000. V. 440. P. 158–167.
10. Shaw G.E. Atmospheric turbidity in polar regions // J. Appl. Meteorol. 1982. V. 21. P. 1080–1088.
11. Ajerozol' i klimat / Pod red. K.Ja. Kondrat'eva. L.: Gidrometeoizdat, 1991. 541 p.
12. Ivlev L.S. Ajerozol'noe vozdejstvie na klimaticheskie processy // Optika atmosf. i okeana. 2011. V. 24, N 5. P. 392–410.
13. Tomasi C., Vitale V., Lupi A., Di Carmine C., Campanelli M., Herber A., Treffeisen R., Stone R.S., Andrews E., Sharma S., Radionov V.F., von Hoyningen-Huene W., Stebel R., Yansen G.H., Myhre C.L., Wehrli C., Aaltonen V., Lihavainen Y., Virkkula A., Hillamo R., Strom J., Toledano C., Cachorro V.E., Ortiz P., de Frutos A.M., Blindheim S., Frioud M., Gausa M., Zeielinski T., Petelski T., Yamanouchi T. Aerosol in polar regions: A historical overview based on optical depth and in situ observations // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D16205. DOI: 10.1029/2007JD008432.
14. Vinogradova A.A., Ponomareva T.Ja. Atmosfernyj perenos antropogennyh primesej v arkticheskie rajony Rossii (1986–2010 years.) // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 6. P. 475–483.
15. Vinogradova A.A., Veremejchik A.O. Model'nye ocenki soderzhanija antropogennoj sazhi v atmosfere Rossijskoj Arktiki // Optika atmosf. i okeana. 2013. V. 26, N 6. P. 443–451.
16. Tomasi C., Lupi A., Mazzola M., Stone R.S., Dutton E.G., Herber A., Radionov V.F., Holben B., Sorokin M., Sakerin S.M., Terpugova S.A., Lanconelli C., Petkov B., Vitale V. An update of the long-term trend of aersol optical depth in the polar regions using POLAR-AOD measurements performed during the International Polar Year // Atmos. Environ. 2012. V. 52. P. 29–47.
17. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Nikolashkin S.V., Terpugova S.A., Holben B., Smirnov A., Sorokin M., Kustov V.Ju. Rezul'taty issledovanij ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery v Jakutii // Materialy «IX Sibirskogo soveshhanija po klimato-jekologicheskomu monitoringu». Tomsk, 3–6 october 2011. P. 72–74.
18. Sakerin S.M., Chernov D.G., Kabanov D.M., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Pol'kin V.V., Radionov V.F. Predvaritel'nye rezul'taty issledovanij ajerozol'nyh harakteristik atmosfery v rajone Barencburga (Shpicbergen) // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2012. N 1(91). P. 20–31.
19. Golobokova L.P., Pol'kin V.V., Kabanov D.M., Hodzher T.V., Terpugova S.A., Chernov D.G., Chipanina E.V., Panchenko M.V., Sakerin S.M. Issledovanija harakteristik atmosfernogo ajerozolja v prizemnom sloe naselennyh punktov Arktiki // Led i sneg. 2013. N 2(122). P. 129–136.
20. Kozlov V.S., Panchenko M.V., Kabanov D.M., Sakerin S.M., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Gubin A.V., Radionov V.F. Results of measurements of optical and microphysical characteristics of aerosol in the Arctic region: Spitsbergen-2012 // Proc. Int. Sympos. «Atmospheric Radiation and Dynamics». Saint-Petersburg, 24–27 June 2013. P. 79–80.
21. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Rostov A.P., Turchinovich S.A., Knjazev V.V. Solnechnye fotometry dlja izmerenij spektral'noj prozrachnosti atmosfery v stacionarnyh i mobil'nyh uslovijah // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 12. P. 1112–1117.
22. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanre D., Buis J.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y.J., Nakadjima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. 1998. V. 66(1). P. 1–16.
23. Issledovanie radiacionnyh harakteristik ajerozolja v aziatskoj chasti Rossii / Pod obshhej red. S.M. Sakerina. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2012. 484 p.
24. Smirnov A., Holben B., Eck T.F., Dubovik O., Slutsker I. Cloud screening and quality control algorithms for the AERONET data base // Remote Sens. Environ. 2000. V. 73. P. 337–349.
25. Sakerin S.M., Kabanov D.M. O vzaimosvjazjah parametrov formuly Angstrema i ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery v oblasti spektra 1–4 m // Optika atmosf. i okeana. 2007. V. 20, N 3. P. 222–228.
26. URL: http://modis-atmos.gsfc.nasa.gov/_docs/Collection _051_Changes_v1.pdf
27. Sakerin S.M., Kabanov D.M., Smirnov A.V., Holben B.N. Aerosol optical depth of the atmosphere over ocean in the wavelength range 0.37–4 mm // Int. J. Remote Sens. 2008. V. 29, iss. 9. P. 2519–2547. DOI: 10.1080/ 01431160701767492.
28. Jarho E.V. Osobennosti vnutrigodovoj izmenchivosti ajerozol'noj opticheskoj tolshhiny atmosfery v razlichnyh klimaticheskih regionah // Optika atmosf. i okeana. 1995. V. 8, N 7. P. 1063–1072.
29. Abakumova G.M., Gorbarenko E.V. Prozrachnost' atmosfery za poslednie 50 let i ee izmenenie na territorii Rossii. M.: Izd. LKI, 2008. 188 p.
30. Sakerin S.M., Bedareva T.V., Zhuravleva T.B., Kabanov D.M., Nasrtdinov I.M., Turchinovich Ju.S. Radiacionnye harakteristiki ajerozolja vo vremja dymnoj mgly v Sibiri // Mezhdunar. simpoz. stran SNG «Atmosfernaja radiacija i dinamika» (ISARD-2013): Sb. tezisov. S.-Peterburg, 24–27 june 2013. P. 67.
31. Jausheva E.P., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Terpugova S.A., Chernov D.G., Shmargunov V.P. Vlijanie obshirnyh lesnyh pozharov letom 2012 g. na opticheskie i mikrofizicheskie harakteristiki prizemnogo ajerozolja // Optika atmosf. i okeana. Fizika atmosfery: Sb. dokl. XIX Mezhdunar. simpoz. [Jelektronnyj resurs]. Tomsk: Izdatelstvo IOA SO RAN, 2013. 1 CD-ROM, С115-С119.
32. Atlas «Soderzhanie i perenos vlagi v atmosfere nad territoriej SSSR». M.: GUGK, 1984. 76 p.
33. Skljadneva T.K., Lomakina N.Ja., Bedareva T.V. Prostranstvenno-vremennoe raspredelenie obshhego soderzhanija vodjanogo para i ozona v kontinental'nyh rajonah Sibiri i perehodnoj zone «materik–okean» Dal'nego Vostoka // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 12. P. 1077–1083.
34. Dubovik O.T., King M. A flexible inversion algorithm for retrieval aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 16. P. 20673–20696.
35. Dubovik O., Smirnov A., Holben B., King M., Kaufman Y., Eck T., Slutsker I. Accuracy assessments of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robostic Network (AERONET) Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 8. Р. 9791–9806.
36. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Smirnov A., Sinyuk A., Schafer J., Giles D., Dubovik O. AERONET’s version 2.0 quality assurance criteria // Proc. SPIE. 2006. V. 6408. 64080Q.
37. Sakerin S.M., Vlasov N.I., Kabanov D.M., Lubo-Lesnichenko K.E., Prahov A.N., Radionov V.F., Turchinovich Ju.S., Holben B.N., Smirnov A. Rezul'taty spektral'nyh izmerenij ajerozol'noj opticheskoj tolshhiny atmosfery solnechnymi fotometrami v 58-j Rossijskoj antarkticheskoj jekspedicii // Optika atmosf. i okeana. 2013. V. 27, N 12. P. 1059–1067.
38. Sakerin S.M., Andreev S.Ju., Bedareva T.V., Kabanov D.M., Poddubnyj V.A., Luzheckaja A.P. Prostranstvenno-vremennaja izmenchivost' ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery na territorii Povolzh'ja, Urala i Zapadnoj Sibiri // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 11. P. 958–962.
39. Sakerin S.M., Andreev S.Ju., Bedareva T.V., Kabanov D.M. Osobennosti prostranstvennogo raspredelenija ajerozol'noj opticheskoj tolshhi atmosfery v aziatskoj chasti Rossii // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 6. P. 484–490.