Том 29, номер 12, статья № 6

Аннотация:

Исследованы связи между вертикальным распределением тропосферного аэрозоля и направлением переноса воздушных масс на различных высотах на основе регулярных наблюдений в Томске (56° с.ш., 85° в.д.). Совместная интерпретация данных по 110 сеансам лидарных измерений и моделированию 10-суточных обратных траекторий перемещения воздушных масс показала, что вертикальное изменение направления адвекции для 72% наблюдений происходит не более одного раза и по границам основных рассеивающих слоев тропосферы – пограничного слоя и слоя средней тропосферы. Более одного раза изменение направления происходит при выносе теплых воздушных масс в свободную тропосферу в весенне-летний период (11% наблюдений). Для оставшихся 17% наблюдений определить превалирующее направление переноса не представляется возможным. Изменение всех лидарных характеристик при переходе от слоя к слою наблюдается практически для всех ночных сеансов измерений.

Ключевые слова:

тропосферный аэрозоль, микрофизика, лидары, адвекция воздушных масс

Список литературы:

1. Белан Б.Д. Динамика слоя перемешивания по аэрозольным данным // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 8. С. 1045–1054.
2. Панченко М.В., Терпугова С.А. Годовой ход содержания субмикронного аэрозоля в тропосфере над Западной Сибирью // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7, № 8. С. 1033–1044.
3. Панченко М.В., Терпугова С.А. Внутрисезонные факторы изменчивости характеристик субмикронного аэрозоля. 2. Суточный ход (вертикальный профиль) // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9, № 6. С. 735–742.
4. Панченко М.В., Терпугова С.А. Применение трехслойного представления для описания вертикального профиля содержания субмикронного аэрозоля в нижней тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 12. С. 1093–1097.
5. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Симоненков Д.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Организация мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу компонентов над территорией Сибири и некоторые его результаты. 2. Аэрозольный состав // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 12. С. 1062–1067.
6. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 2. Вертикальное распределение оптических характеристик аэрозоля в видимом диапазоне // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 12. С. 1123–1134; Sаmоilova S.V., Bаlin Yu.S., Kоkhаnеnkо G.P., Pеnnеr I.E. Investigation of the vertical distribution of tropospheric aerosol layers from multifrequency laser sensing data. Part 2: The vertical distribution of optical aerosol characteristics in the visible region // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 2. P. 95–105.
7. Boers R., Eloranta E.W., Coulter R.L. Lidar observations of mixed layer dynamics: Tests of parametrized entrainment-models of mixed layer growth rate // J. Clim. Appl. Meteorol. 1984. V. 23. P. 247–266. DOI: 10.1175/1520-0450(1984)023<0247:LOOMLD>2.0.CO;2.
8. Melfi S.H., Sphinhirne J.D., Chou S.H., Palm S.P. Lidar observations of the vertically organized convection in the planetary boundary layer over the ocean // J. Clim. Appl. Meteorol. 1985. V. 24. P. 806–821. DOI: 10.1175/1520-0450(1985)024<0806:LOOVOC>2.0.CO;2.
9. Flamant C., Pelon J., Flamant P.H., Durand P. Lidar determination of the entrainment zone thickness at the top of the unstable marine atmospheric boundary layer // Bound.-Lay. Meteorol. 1997. V. 83. P. 247–284.
10. Lammert A., Bösenberg J. Determination of the convective boundary layer height with laser remote sensing // Bound.-Lay. Meteorol. 2006. V. 119. P. 159–170.
11. Haeffelin M., Angelini F., Morille Y., Martucci G., Frey S., Gobbi G.P., Lolli S., O’Dowd C.D., Sauvage L., Xueref-Rémy I., Wastine B., Feist D.G. Evaluation of mixing-height retrievals from automatic profiling lidars and ceilometers in view of future integrated networks in Europe // Bound.-Lay. Meteorol. 2012. V. 143. P. 49–75.
12. Martucci G., Matthey R., Mitev V., Richner H. Comparison between backscatter lidar and radiosonde measurements of the diurnal and nocturnal stratification in the lower troposphere // J. Atmos. Ocean. Technol. 2007. V. 24. P. 1231–1244.
13. Jordan N.S., Hoff R.M., Bacmeister J.T. Validation of Goddard earth observing system-version 5 MERRA planetary boundary layer heights using CALIPSO // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. D24218. DOI: 10.1029/2009JD013777.
14. Ansmann A., Bösenberg J., Chaikovsky A., Comerón A., Eckhardt S., Eixmann R., Freudenthaler V., Ginoux P., Komguem P., Linné H., Ángel López Márquez M., Matthias V., Mattis I., Mitev V., Müller D., Music S., Nickovic S., Pelon J., Sauvage L., Sobolewsky P., Srivastava M.K., Stohl A., Torres O., Vaughan G., Wandinger U., Wiegner M. Long range transport of Saharan dust to Northern Europe: The 11–16 October 2001 outbreak with EARLINET // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. D4783. DOI: 10.1029/2003JD003757.
15. Papayannis A., Amiridis V., Mona L., Tsaknakis G., Balis D., Bösenberg J., Chaikovski A., De Tomasi F., Grigorov I., Mattis I., Mitev V., Müller D., Nickovic S., Pérez C., Pietruczuk A., Pisani G., Ravetta F., Rizi V., Sicard M., Trickl T., Wiegner M., Gerding M., Mamouri R.E., D’Amico G., Pappalardo G. Systematic lidar observations of Saharan dust over Europe in the frame of EARLINET (2000–2002) // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. D10204. DOI: 10.1029/2007JD009028.
16. Wang X., Boselli A., D’Avino L., Pisani G., Spinelli N., Amodeo A., Chaikovsky A., Wiegner M., Nickovic S., Papayannis A., Perrone M.R., Rizi V., Sauvage L., Stohl A. Volcanic dust characterization by EARLINET during Etna’s eruptions in 2001–2002 // Atmos. Environ. 2008. V. 42. P. 893–905.
17. Navas-Guzmán F., Müller D., Bravo-Aranda J.A., Guerrero-Rascado J.L., Granados-Muñoz M.J., Pérez-Ramírez D., Olmo F.J., Alados-Arboledas L. Eruption of the Eyjafjallajökull Volcano in spring 2010: Multiwavelength Raman lidar measurements of sulphate particles in the lower troposphere // J. Geophys. Res. А. 2013. V. 118. P. 1804–1813. DOI: 10.1002/jgrd.50116.
18. Müller D., Mattis I., Ansmann A., Wandinger U., Ritter C., Kaiser D. Multiwavelength Raman lidar observations of particle growth during long-range transport of forest-fire smoke in the free trosposphere // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L05803. DOI: 10.1029/2006GL027936.
19. Amiridis V., Balis D.S., Giannakaki E., Stohl A., Kazadzis S., Koukouli M.E., Zanis P. Optical characterristics of biomass burning aerosols over Southeastern Europe determined from UV Raman lidar measurements // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 2431–2440. DOI: 10.5194/acp-9-2431-2009.
20. Matthias V., Balis D., Bösenberg J., Eixmann R., Iarlori M., Komguem L., Mattis I., Papayannis A., Pappalardo G., Perrone M.R., Wang X. Vertical aerosol distribution over Europe: Statistical analysis of Raman lidar data from 10 European Aerosol Research Lidar Network (EARLINET) stations // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D18201. DOI: 10.1029/2004JD004638.
21. Giannakaki E., Balis D.S., Amiridis V., Zerefos C. Optical properties of different aerosol types: Seven years of combined Raman-elastic backscatter lidar measurements in Thessaloniki, Greece // Atmos. Measur. Technol. 2010. V. 3. P. 569–578. DOI: 10.5194/amt-3-569-2010.
22. Samoilova S.V., Balin Yu.S., Kokhanenko G.P., Penner I.E. Study of the tropospheric aerosol structure under changing of the air mass type from lidar observations in Tomsk // Russian Physics Journal. 2016. V. 58, N 12. P. 1811–1815. DOI: 10.1007/s11182-016-0721-z.
23. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 1. Методы восстановления оптических параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 4. С. 344–357.
24. Draxler R.R., Rolph G.D. HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model access via NOAA ARL READY Website (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php) // NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD. 2015.
25. Самойлова С.В. Восстановление комплексного показателя преломления по лидарным измерениям: возможности и ограничения // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 3. С. 197–206.
26. Samoilova S.V., Sviridenkov M.A., Penner I.E. Retrieval of the particle size distribution function from the data of lidar sensing under the assumption of known refractive index // Appl. Opt. 2016. V. 55, N 28. P. 8022–8029.
27. Matvienko G.G., Belan B.D., Panchenko M.V., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Turchinovich S.A., Turchinovich Yu.S., Eremina T.A., Kozlov V.S., Terpugova S.A., Pol’kin V.V., Yausheva E.P., Chernov D.G., Odintsov S.L., Burlakov V.D., Arshinov M.Yu., Ivlev G.A., Savkin D.E., Fofonov A.V., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Belan D.B., Grishaev M.V., Belov V.V., Afonin S.V., Balin Yu.S., Kokhanenko G.P., Penner I.E., Samoilova S.V., Antokhin P.N., Arshinova V.G., Davydov D.K., Kozlov A.V., Pestunov D.A., Rasskazchikova T.M., Simonenkov D.V., Sklyadneva T.K., Tolmachev G.N., Belan S.B., Shmargunov V.P., Voronin B.A., Serdyukov V.I., Polovtseva E.R., Vasil’chenko S.S., Tikhomirova O.V., Ponomarev Yu.N., Romanovskii O.A., Sinitsa L.N., Marichev V.N., Makarova M.V., Safatov A.S., Kozlov A.S., Malyshkin S.B., Maksimova T.A. Instrumentation complex for comprehensive study of atmospheric parameters // Int. J. Remote Sens. 2014. V. 35, N 15. P. 5651–5676. DOI: 10.1080/01431161.2014.945015.
28. Müller D., Mattis I., Ansmann A., Wehner B., Althausen D., Wandinger U., Dubovik O. Closure study on optical and microphysical properties of a mixed urban and Arctic haze air mass observed with Raman lidar and Sun photometer // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D13206. DOI: 10.1029/2003JD004200.