Restoring the Aerosol Optical Depth by Ground Measurements of SPM Photometer

Abstract

Доктор физико-математических наук, профессор кафедры лазерной физики, директор физико-технического института Волгоградского государственного университета fkm.volsu@mail.ru просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация Бобров Евгений Владимирович Программист издательства Волгоградского государственного университета bobrov-volsu@mail.ru просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация Аннотация. Проведены измерения аэрозольной оптической толщи (АОТ) мобильным фотометром SPM. Описана методика восстановления АОТ. Приводится сопоставление результатов измерений АОТ, полученных данным фотометром с данными измерений фотометром СЕ 318 сети АERONET. Ключевые слова: аэрозоль, аэрозольная оптическая толща, перенос радиации, молекулярное рассеяние, поглощение. Введение В настоящее время солнечная фотометрия является одним из основных методов дистанционного зондирования газового и аэрозольного состава атмосферы и подразделяется на спутниковые и наземные системы. Достоинством спутниковых систем является широта охвата, позволяющая описывать поля распределения оптических характеристик атмосферы и подстилающей поверхности Земли (например, радиометры MODIS на спутниках TERRA и AQUA). Однако неопределенность в отражательной способности поверхности над территорией суши приводит к тому, что аэрозольная оптическая толща измеряется в ограниченном спектральном интервале, и как следствие, восстановление дисперсного состава аэрозоля представляет значительную проблему. Для уточнения аэрозольных моделей, используемых для восстановления характери- 57  Фирсов К.М., Бобров Е.В., 2014 К.М. Фирсов, Е.В. Бобров. Восстановление оптической толщи аэрозоля солнечным фотометром SPM ФИЗИКА стик аэрозоля из спутниковых данных, создана сеть наземных фотометрических наблюдений AERONET (AErosol RObotic NETwork, http://aeronet.gsfc.nasa.gov). В настоящее время сеть AERONET включает около 300 солнечных фотометров Sun-Sky, радиометры СЕ 318, установленные в различных точках земного шара, в том числе и в России (8 приборов), которые главным образом расположены в Западной Сибири [4]. Данные фотометры позволяют проводить измерения характеристик аэрозоля существенно в более широком спектральном диапазоне в сравнении со спутниковыми наблюдениями. Именно это и явилось основой для построения аэрозольных региональных моделей для спутниковой обработки данных [9]. Солнечный фотометр СЕ 318 проводит измерения в спектральном диапазоне 340-1 020 нм.Для проведения измерений АОТ в регионе Нижнего Поволжья нами используется фотометр SPM, разработанный в ИОА СО РАН, который регистрирует и записывает сигналы, приходящие от Солнца при безоблачном небе в 10 спектральных каналах 339, 373, 439, 499, 673, 871, 939, 1 044, 1 555 и 2 139 нм. Детальное описание данного фотометра и методики восстановления АОТ детально описаны в монографии [4]. SPM имеет преимущество по спектральному диапазону и числу измерительных каналов (фильтров). Фотометр SPM собран на современной элементной базе, оптико-электронная схема фотометра аналогична стациона...