Том 32, номер 04, статья № 1

Аннотация:

Рассмотрены результаты определения общего содержания СО в столбе атмосферы из измерений спектров солнечного излучения на наземных Фурье-спектрометрах, расположенных на станциях в Санкт-Петербурге (59,88° с.ш., 29,83° в.д.) и Коуровке (57,038° с.ш., 59,545° в.д.). Сделаны оценки влияния различия в параметрах линий поглощения СО в современных спектроскопических базах данных на точность восстановления атмосферного содержания СО из спектров высокого разрешения.

Ключевые слова:

монооксид углерода, атмосферное пропускание, спектроскопические базы данных

Список литературы:

1.  Van Leeuwen T.T., van der Werf G.R. Spatial and temporal variability in the ratio of trace gases emitted from biomass burning // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 8. P. 3611–3629. DOI: 10.5194/acp-11-3611-2011.
2. Jiang Z., Worden J.R., Worden H., Deeter M., Jones D.B.A., Arellano A.F., Henze D.K. A 15-year record of CO emissions constrained by MOPITT CO observations // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 7, N 17. P. 4565–4583. DOI: 10.5194/acp-17-4565-2017.
3. Yurganov L.N., Rakitin V., Dzhola A., August T., Fokeeva E., George M., Gorchakov G., Grechko E., Hannon S., Karpov A., Ott L., Semutnikova E., Shumsky R., Strow L. Satellite- and ground-based CO total column observations over 2010 Russian fires: Accuracy of top-down estimates based on thermal IR satellite data // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 15, N 11. P. 7925–7942. DOI: 10.5194/acp-11-7925-2011.
4.  Fu D., Bowman K.W., Worden H.M., Natraj V., Worden J.R., Yu S., Veefkind P., Aben I., Landgraf J., Strow L., Han Y. High-resolution tropospheric carbon monoxide profiles retrieved from CrIS and TROPOMI // Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 9, N 6. P. 2567–2579. DOI: 10.5194/acp-11-7925-2011.
5. Buchholz R.R., Deeter M.N., Worden H.M., Gille J., Edwards D.P., Hannigan J.W., Jones N.B., Paton-Walsh C., Griffith D.W.T., Smale D., Robinson J., Strong K., Conway S., Sussmann R., Hase F., Blumenstock T., Mahieu E., Langerock B. Validation of MOPITT carbon monoxide using ground-based Fourier transform infrared spectrometer data from NDACC // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10, N 5. P. 1927–1956. DOI: 10.5194/amt-9-2567-2016.
6. Chesnokova T.Y., Chentsov A.V., Rokotyan N.V., Zakharov V.I. Impact of difference in absorption line parameters in spectroscopic databases on CO₂ and CH₄ atmospheric content retrievals // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 327. P. 171–179. DOI: 10.1016/j.jms.2016.07.001.
7.  Чеснокова Т.Ю., Ченцов А.В., Рокотян Н.В., Захаров В.И. Определение содержания парниковых газов из атмосферных спектров солнечного излучения с использованием различных спектроскопических данных по линиям поглощения // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 5. С. 489–495; Chesnokovа Т.Yu., Chentsov А.V., Rоkotyan N.V., Zakharov V.I. Retrieval of content of greenhouse gases from atmospheric spectra of solar radiation with the use of different spectroscopic data on absorption lines // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 5. P. 469–475.
8.  Rothman L.S., Gordon I.E., Barbe A., Benner D.C., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Champion J.-P., Chance K., Coudert L.H., Dana V., Devi V.M., Fally S., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Jacquemart D., Kleiner I., Lacome N., Lafferty W.J., Mandin J.-Y., Massie S.T., Mikhailenko S.N., Miller C.E., Moazzen-Ahmadi N., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Orphal J., Perevalov V.I., Perrin A., Predoi-Cross A., Rinsland C.P., Rotger M., Šimečková M., Smith M.A.H., Sung K., Tashkun S.A., Tennyson J., Toth R.A., Vandaele A.C., Auwera J. Vander. The HITRAN2008 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2009. V. 110, N 9–10. P. 533–572. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2009.02.013.
9.  Rothman L.S., Gordon I.E., Babikov Y., Barbe A., Chris Benner D., Bernath P.F., Birk M., Bizzocchi L., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Chance K., Cohen E.A., Coudert L.H., Devi V.M., Drouin B.J., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Hill C., Hodges J.T., Jacquemart D., Jolly A., Lamouroux J., Roy R.J. Le, Li G., Long D.A., Lyulin O.M., Mackie C.J., Massie S.T., Mikhailenko S., Müller H.S.P., Naumenko O.V, Nikitin A.V, Orphal J., Perevalov V., Perrin A., Polovtseva E.R., Richard C., Smith M.A.H., Starikova E., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toon G.C., Tyuterev V.G., Wagner G. The HITRAN2012 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P. 4–50. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2013.07.002.
10.  Gordon I.E., Rothman L.S., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Perevalov V.I., Perrin A., Shine K.P., Smith M.-A.H., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Barbe A., Császár A.G., Devi V.M., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Jolly A., Johnson T.J., Karman T., Kleiner I., Kyuberis A.A., Loos J., Lyulin O.M., Massie S.T., Mikhailenko S.N., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Polyansky O.L., Rey M., Rotger M., Sharpe S.W., Sung K., Starikova E., Tashkun S.A., Auwera J. Vander, Wagner G., Wilzewski J., Wcisło P., Yu S., Zak E.J. The HITRAN2016 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 203. P. 3–69. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017.06.038.
11.  Jacquinet-Husson N., Crepeau L., Armante R., Boutammine C., Chédin A., Scott N.A., Crevoisier C., Capelle V., Boone C., Poulet-Crovisier N., Barbe A., Campargue A., Chris Benner D., Benilan Y., Bézard B., Boudon V., Brown L.R., Coudert L.H., Coustenis A., Dana V., Devi V.M., Fally S., Fayt A., Flaud J.M., Goldman A., Herman M., Harris G.J., Jacquemart D., Jolly A., Kleiner I., Kleinböhl A., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N., Lacome N., Xu L.H., Lyulin O.M., Mandin J.Y., Maki A., Mikhailenko S., Miller C.E., Mishina T., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Nikitin A., Orphal J., Perevalov V., Perrin A., Petkie D.T., Predoi-Cross A., Rinsland C.P., Remedios J.J., Rotger M., Smith M.A.H., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toth R.A., Vandaele A.C., Auwera J. Vander. The 2009 edition of the GEISA spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2011. V. 112, N 15. P. 2395–2445. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2011.06.004.
12.  Jacquinet-Husson N., Armante R., Scott N.A., Chédin A., Crépeau L., Boutammine C., Bouhdaoui A., Crevoisier C., Capelle V., Boonne C., Poulet-Crovisier N., Barbe A., Chris Benner D., Boudon V., Brown L.R., Buldyreva J., Campargue A., Coudert L.H., Devi V.M., Down M.J., Drouin B.J., Fayt A., Fittschen C., Flaud J.-M., Gamache R.R., Harrison J.J., Hill C., Hodnebrog O., Hu S.-M., Jacquemart D., Jolly A., Jiménez E., Lavrentieva N.N., Liu A.-W., Lodi L., Lyulin O.M., Massie S.T., Mikhailenko S., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A., Nielsen C.J., Orphal J., Perevalov V.I., Perrin A., Polovtseva E., Predoi-Cross A., Rotger M., Ruth A.A., Yu S.S., Sung K., Tashkun S.A., Tennyson J., Tyuterev V.G., Auwera J. Vander, Voronin B.A., Makie A. The 2015 edition of the GEISA spectroscopic database // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 327. P. 31–72. DOI: 10.1016/j.jms.2016.06.007.
13.  Atm12 and atm16 – the compilations from Geoffrey Toon (JPL) [Electronic resource]. URL: http://mark4sun.jpl.nasa.gov/toon/linelist/linelist.html (last access: 5.09.2018).
14.  Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC) [Electronic resource]. URL: http://www.ndsc.ncep.noaa.gov (last access: 19.05.2016).
15. Li G., Gordon I.E., Rothman L.S., Tan Y., Hu S.-M., Kassi S., Campargue A., Medvedev E.S. Rovibrational line lists for nine isotopologues of the co molecule in the X¹å⁺ ground electronic state // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2015. V. 216, N 1. P. 15. DOI: 10.1088/0067-0049/216/1/15.
16. Pollock C.R., Petersen F.R., Jennings D.A., Wells J.S., Maki A.G. Absolute frequency measurements of the 2–0 band of CO at 2.3 mm; Calibration standard frequencies from high resolution color center laser spectroscopy // J. Mol. Spectrosc. 1983. N 99. P. 357–368. DOI: 10.1016/0022-2852(83)90320-X.
17.  Mondelain D., Sala T., Kassi S., Romanini D., Marangoni M., Campargue A. Broadband and highly sensitive comb-assisted cavity ring down spectroscopy of CO near 1.57 mm with sub-MHz frequency accuracy // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 154. P. 35–43. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2014.11.021.
18. Cygan A., Wójtewicz S., Kowzan G., Zaborowski M., Wcisło P., Nawrocki J., Krehlik P., Śliwczyński, Lipiński M., Masłowski P., Ciuryło R., Lisak D. Absolute molecular transition frequencies measured by three cavity-enhanced spectroscopy techniques // J. Chem. Phys. 2016. V. 144. P. 214202-1–11. DOI: 10.1063/1.4952651.
19. Tan Y., Wang J., Zhao X.Q., Liu A.W., Hu S.M. Cavity ring-down spectroscopy of the fifth overtone of CO // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 187. P. 274–279. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2016.10.003.
20. Mitsel A.A., Ptashnik I.V., Firsov K.M., Fomin A.B. Efficient technique for line-by-line calculating the transmittance of the absorbing atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 1995. V. 8, N 10. P. 847–850.
21.  Anderson G., Clough S., Kneizys F., Chetwynd J., Shettle E. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0–120 km), Air Force Geophysics Laboratory. AFGL-TR-86-0110 // Environ. Res. Paper. 1986. N 954. 25 p.
22. Timofeyev Y., Virolainen Y., Makarova M., Poberovsky A., Polyakov A., Ionov D., Osipov S., Imhasin H. Ground-based spectroscopic measurements of atmospheric gas composition near Saint Petersburg Russia // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 323. P. 2–14. DOI: 10.1016/j.jms.2015.12.007.
23. Поберовский А.В. Наземные измерения ИК-спектров солнечного излучения с высоким спектральным разрешением // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 1. С. 56–58; Pоberovskii А.V. High-resolution ground measurements of the IR spectra of solar radiation // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 2. P. 161–164.
24. EU FP7 QA4ECV, grant agreement 607405, Task 3.5 Establish independent Atmosphere reference data sets. URL: httр://www.qa4ecv.eu/ (last access: 5.09.2018).
25. Hase F., Hannigan J.W., Coffey M.T., Goldman A., Hopfner M., Jones N.B., Rinsland C.P., Wood S.W. Intercomparison of retrieval codes used for the analysis of high-resolution groundbased FTIR measurements // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2004. V. 87. P. 25–52.
26. NOAA/ESRL Physical Sciences Division, “The NCEP/NCAR Reanalysis Project”. URL: www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis (last access: 5.09.2018).
27.  Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds B., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1996. V. 77. P. 437–471.
28. URL: https://www2.acom.ucar.edu (last access: 5.09.2018).
29. Gribanov K., Jouzel J., Bastrikov V., Bonne J.-L., Breon F.-M., Butzin M., Cattani O., Masson-Delmotte V., Rokotyan N., Werner M., Zakharov V. Developing a western Siberia reference site for tropospheric water vapour isotopologue observations obtained by different techniques (in situ and remote sensing) // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14. P. 5943–5957. URL: https://doi.org/10.5194/acp-14-5943-2014.
30. Wunch D., Toon G.C., Blavier J.F.L., Washenfelder R.A., Notholt J., Connor B.J., Griffith D.W.T., Sherlock V., Wennberg P.O. The total carbon column observing network // Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 2011. V. 369, N 1943. P. 2087–2112. DOI: 10.1098/rsta.2010.0240.