Том 33, номер 10, статья № 1

Аннотация:

Изучена возможность создания метода для определения относительного содержания ¹³СО₂/¹²СО₂ в атмосфере в результате решения обратной задачи спутникового зондирования атмосферы в тепловом диапазоне спектрометрами типа IASI. В модельном эксперименте использовались синтетические спектры с разрешением и уровнем шума, характерными для улучшенной версии спектрометра IASI-NG. В вычислительных экспериментах показано, что вертикальные профили концентрации ¹³CO₂ и относительного содержания ¹³СО₂/¹²СО₂ в атмосфере удовлетворительно восстанавливаются в тропосфере для интервала высот 2–11 км, что представляется перспективным для будущих приложений предлагаемого метода.

Ключевые слова:

атмосфера, спутниковое зондирование, IASI, изотопологи углекислого газа

Список литературы:

1. Scholze M., Kaplan J.O., Knorr W., Heimann M. Climate and interannual variability of the atmosphere-biosphere ¹³CO₂ flux // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, N 2. P. 1097. DOI: 10.1029/2002GL015631.
2. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Аршинова В.Г., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Дудорова Н.В., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Краснов О.А., Максютов Ш.Ш., Machida Т., Панченко М.В., Пестунов Д.А., Рассказчикова Т.М., Савкин Д.Е., Sasakawa M., Симоненков Д.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Исследование динамики концентрации парниковых газов на территории Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 777–785.
3. Домышева В.М., Сакирко М.В., Пестунов Д.А., Панченко М.В. Сезонный ход процесса газообмена СО₂ в системе «атмосфера–вода» в литорали Южного Байкала. 3. Осень // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 9. С. 826–832; Domysheva V.M., Sakirko M.V., Pestunov D.A., Panchenko M.V. Seasonal behavior of the CO₂ gas exchange process in the “atmosphere–water” system of littoral zone of Southern Baikal. 3. Autumn // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 3. P. 252–258.
4. Keeling C.D., Piper S.C., Bacastow R.D., Wahlen M., Whorf T.P., Heimann M., Meijer H.A. Atmospheric CO₂ and ¹³CO₂ Exchange with the Terrestrial Biosphere and Oceans from 1978 to 2000: Observations and Carbon Cycle Implications. New York: Springer. 2005. DOI: 10.1007/0-387-27048-5-5.
5. Kuc T., Rozansky K., Zimnoch M., Necki J., Chmura L., Jelen D. Two decades of regular observations of ¹⁴CO₂ and ¹³CO₂ content in atmospheric carbon dioxide in Central Europe: Long-term changes of regional anthropogenic fossil CO₂ emissions // Radiocarbon. 2007. V. 49, N 2. P. 807–816.
6. Xu J., Lee X., Xiao W., Cao C., Liu S., Wen X., Xu J., Zhang Z., Zhao J. Interpreting the ¹³C ∕ ¹²C ratio of carbon dioxide in an urban airshed in the Yangtze River Delta, China // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. P. 3385–3399. DOI: 10.5194/acp-17-3385-2017.
7. Rodica L., Manvendra K.D., Bradley G.H., Zachary T.B., Jay R.H., Thom R., Sang-Hyun L. Multiscale observations of CO₂, ¹³CO₂, and pollutants at Four Corners for emission verification and attribution // PNAS, 2014. V. 111, N 23. P. 8386–8391.
8. Reuter M., Bovensmann H., Buchwitz M., Burrows J.P., Deutscher N.M., Heymann J., Rozanov A., Schneising O., Sutob H., Toon C., Warneke T. On the potential of the 2041–2047 nm spectral region for remote sensing of atmospheric CO₂ isotopologues // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2012. V. 113, iss. 16. P. 2009–2017. DOI: 10.1016/j. jqsrt.2012.07.013
9. Clerbaux C., Boynard A., Clarisse L., George M., Hadji-Lazaro J., Herbin H., Hurtmans D., Pommier M., Razavi A., Turquety S., Wespes C., Coheur P.-F. Monitoring of atmospheric composition using the thermal infrared IASI // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 6041–6054. DOI: 10.5194/acp-9-6041-2009.
10. Crevoisier C., Clerbaux C., Guidard V., Phulpin T., Armante R., Barret B., Camy-Peyret C., Chaboureau J.-P., Coheur P.-F., Crépeau L., Dufour G., Labonnote L., Lavanant L., Hadji-Lazaro J., Herbin H., Jacquinet-Husson N., Payan S., Péquignot E., Pierangelo C., Sellitto P., Stubenrauch C. Towards IASI-New generation (IASI-NG): Impact of improved spectral resolution and radiometric noise on the retrieval of thermodynamic, chemistry and climate variables // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. P. 4367–4385. DOI: 10.5194/ amt-7-4367-2014.
11. Задворных И.В., Грибанов К.Г., Захаров В.И., Имасу Р. Предварительная оценка возможности определения содержания ¹³CO₂ из спектров IASI/METOP // Оптика атмосф. и океана. Физ. атмосф.: Материалы XXV Междунар. симпоз. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2019. С. С-530–533. URL: https: //symp.iao.ru/files/symp/aoo/25/C.pdf (дата обращения: 17.07.2020).
12. CAMS Greenhouse Gases Flux Inversions. [Электронный ресурс]. URL: https://apps.ecmwf.int/datasets/data/cams-ghg-inversions/ (дата обращения: 19.03.2020).
13. Rodgers C.D. Inverse Methods for Atmospheric Sounding. Theory and Practice. Singapore: World Scientific Publishing, 2000. 240 p.
14. Gribanov K.G., Zakharov V.I., Tashkun S.A., Tyuterev Vl.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2001. V. 68, N 4. P. 435–451.
15. GNU Octave [Электронный ресурс]. URL: https:// gnu.org/software/octave/ (дата обращения: 19.03.2020).
16. Unidata NetCDF [Электронный ресурс]. URL: https: //www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/ (дата обращения: 19.03.2020).