Том 25, номер 07, статья № 8

Аннотация:

Наземные измерения прямой и рассеянной солнечной радиации служат на сегодняшний день наиболее надежным источником информации об оптических и микрофизических характеристиках атмосферного аэрозоля в столбе атмосферы. Предлагается алгоритм, объединяющий итерационное восстановление оптических характеристик однократного рассеяния непосредственно из данных фотометрических измерений и решение линейной обратной задачи, обеспечивающее восстановление микроструктуры однородных аэрозольных частиц и комплексного показателя преломления вещества аэрозоля. Описывается программное обеспечение, разработанное с целью снижения трудозатрат при рутинной обработке эксперимента. Приводятся результаты тестирования алгоритма на различных моделях одно- и многокомпонентного аэрозоля.

Ключевые слова:

численное моделирование, солнечная фотометрия, аэрозоль, альбедо и индикатриса однократного рассеяния, микроструктура аэрозоля, комплексный показатель преломления

Список литературы:

1. Dubovik O., Herman M., Holdak A., Lapyonok T., Tanré D., Deuzé J.L., Ducos F., Sinyuk A., and Lopatin A. Statistically optimized inversion algorithm for enhanced retrieval of aerosol properties from spectral multi-angle polarimetric satellite observations // Atmos. Meas. Technol. 2011. V. 4, N 5. P. 975–1018.
2. Kokhanovsky A.A., Deuzé J.L., Diner D.J., Dubovik O., Ducos F., Emde C., Garay M.J., Grainger R.G., Heckel A., Herman M., Katsev I.L., Keller J., Levy R., North P.R.J., Prikhach A.S., Rozanov V.V., Sayer A.M., Ota Y., Tanré D., Thomas G.E., Zege E.P. The inter-comparison of major satellite aerosol retrieval algorithms using simulated intensity and polarization characteristics of reflected light // Atmos. Meas. Technol. 2010. V. 3, N 4. P. 909–932.
3. Deuzé J.-L., Bréon F.-M., Devaux C., Goloub P., Her-man M., Lafrance B., Maignan F., Marchand A., Perry G., Tanré D. Remote Sensing of aerosols over land surfaces from POLDER/ADEOS-1 polarized measurements // J. Geophys. Res. D. 2001. V. 106, N 5. P. 4913–4926.
4. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanré D., Buis J.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y.J., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote. Sens. Environ. 1998. V. 66, iss. 1. P. 1–16.
5. Dubovik O., King M. A flexible inversion algorithm for retrieval of aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 16. P. 20673–20696.
6. Веретенников В.В. Совместное определение микроструктуры и показателя преломления аэрозоля по данным солнечной фотометрии // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 3. С. 214–221.
7. Romanov P., O’Neil N.T., Royer A., McArthur B.L.J. Simultaneous retrieval of aerosol refractive index and particle size distribution from ground-based measurements of direct and scattered solar radiation // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 36. P. 7305–7320.
8. Павлов В.Е., Свириденков М.А., Журавлева Т.Б., Ошлаков В.К., Суковатов К.Ю. Аэрозольная индикатриса рассеяния для аридной территории юго-востока Казахстана // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 12. С. 1062–1066.
9. Свириденков М.А. Определение характеристик атмосферного аэрозоля по спектральным измерениям прозрачности и малоуглового рассеяния // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14, № 12. С. 1115–1118.
10. Бедарева Т.В., Журавлева Т.Б. Восстановление индикатрисы и альбедо однократного рассеяния аэрозоля по данным радиационных измерений в альмукантарате Солнца: численное моделирование // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 2. С. 128–138.
11. Смеркалов В.А. Прикладная оптика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. 334 c.
12. Иванов А.И., Лившиц Г.Ш., Павлов В.Е., Ташенов Б.Т., Тейфель Я.А. Рассеяние света в атмосфере. Алма-Ата: Наука, 1968. 116 с.
13. Аникин П.П., Свириденков М.А. Оптические характеристики и микроструктура аэрозоля по данным измерений индикатрис рассеяния в области солнечного ореола // Сб. трудов Междунар. конф. «Физика атмосферного аэрозоля». М., апрель 1999. М.: Диалог-МГУ, 1999. С. 20–28.
14. Twitty J.T. The inversion of aureole measurements to derive aerosol size distributions // J. Atmos. Sci. 1975. V. 32, iss. 3. P. 584–591.
15. Nakajima T., Tonna G., Rao R., Boi P., Kaufman Y., Holben B. Use of sky brightness measurements from ground for remote sensing of particulate polydispersions // Appl. Opt. 1996. V. 35, N 15. P. 2672–2686.
16. Бедарева Т.В., Журавлева Т.Б. Оценка аэрозольного поглощения в летних условиях Западной Сибири по данным солнечной фотометрии // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 12. C. 1023–1030.
17. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дарбинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, 1976. 280 с.
18. Сакерин С.М., Береснев С.А., Горда С.Ю., Кабанов Д.М., Корниенко Г.И., Маркелов Ю.И., Михалев А.В, Николашкин С.В., Панченко М.В., Поддубный В.А., Полькин В.В., Смирнов А., Тащилин М.А., Турчинович С.А., Турчинович Ю.С., Холбен Б., Еремина Т.А. Характеристики годового хода спектральной аэрозольной оптической толщи атмосферы в условиях Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. C. 566–574.
19. A preliminary cloudless standart atmosphere for radiation computation. World Climate Research Programme. WCP-112. WMO/TD N 24. 1986. 60 p.
20. Dubovik O., Smirnov A., Holben B.N., King M.D., Kaufman Y.J., Eck T.F., Slutsker I. Accuracy assessments of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robotic Network (AERONET) Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 8. P. 9791–9806.
21. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние малыми частицами. М.: Мир, 1986. 664 с.
22. Schuster G.L., Dubovik O., Holben B.N., Clothiaux E.E. Inferring black carbon content and specific absorption from Aerosol Robotic Network (AERONET) aerosol retrievals // J. Geophys. Res. 1997. V. 110. D10S17.
23. Dubovik O.V., Lapyonok T.V., Oshepkov S.L. Improved technique for data inversion: optical sizing of multicomponent aerosols // Appl. Opt. 1995. V. 34, N 36. P. 8422–8436.
24. Бедарева Т.В., Свириденков М.А., Журавлева Т.Б. Восстановление оптических и микрофизических характеристик аэрозоля по данным наземных спектральных измерений прямой и рассеянной солнечной радиации. Часть 2. Апробация алгоритма // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 9.