Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2019. Т. 29. № 4. C. 149-158. ISSN 2079-6641

Содержание

DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-149-158

УДК 551.524.7

ГОДОВЫЕ И СЕЗОННЫЕ ВАРИАЦИИ НАПОЛНЕНИЯ СТРАТОСФЕРЫ ФОНОВЫМ АЭРОЗОЛЕМ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

В. Н. Маричев, Д. А. Бочковский

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

E-mail: marichev@iao.ru, moto@iao.ru

В статье анализируются экспериментальные данные по изменчивости вертикально-временной структуры аэрозоля и его интегрального содержания в стратосфере, полученные на лидарном комплексе станции высотного зондирования атмосферы ИОА СО РАН за 2018 г., а также приводятся их некоторые сравнения с предыдущими результатами 2016-17 годами. В качестве первичной информации для анализа использовался массив данных из 61 суммарных сигналов, накопленных в отдельные ночи. Интервал зондируемых высот простирался от 10 до 50-60км, пространственное разрешение составляло 192 м., время накопления суммарного сигнала — 2 час. По результатам наблюдений, как и в предыдущие годы, зарегистрировано высокое содержание аэрозоля в нижней стратосфере в зимние месяцы года и практическое отсутствие в теплый период. В верхней стратосфере (30 — 50 км) в течение всего года фоновый аэрозоль отсутствует.

Ключевые слова: стратосфера, аэрозоль, лидар

© Маричев В. Н., Бочковский Д. А., 2019

Работа выполнена в рамках базового проекта №АААА-А17-117021310145-6 при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ №19-45-700008 и гранта президента MK-4592.2018.8.

MSC 78A10

ANNUAL AND SEASONAL VARIATIONS IN THE FILLING OF THE STRATOSPHERE WITH A BACKGROUND AEROSOL IN WESTERN SIBERIA

V. N. Marichev, D. A. Bochkovsky

V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS (IAO SB RAS), 634055, Tomsk, 1, Academician Zuev square, Russia

E-mail: marichev@iao.ru, moto@iao.ru

In this paper we analyze the experimental data on variations in vertical-temporal structure of aerosol and its integrated content in the stratosphere, obtained using lidar complex at the Station of High-Altitude Sensing in Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences for 2018; also, we present certain comparisons with previous measurements in 2016-2017. A dataset of 61 total signals, accumulated on separate nights, was used as initial information for analysis. Sensing covered the altitude range from 10 to 50-60 km, the spatial resolution was 192 m, and the total signal was accumulated for 2 hours. As in previous years, the observations recorded the high aerosol content in the lower stratosphere during winter months and almost no aerosol in warm period. In the upper stratosphere (30 – 50 km) background aerosol is absent throughout the year.

Keywords: stratosphere, aerosol, lidar

© Marichev V. N., Bochkovsky D. A., 2019

This work was carried out as part of the basic project No. AAAA-A17-117021310145-6 with partial financial support from the RFBR grant No. 19-45-700008 and the president’s grant MK-4592.2018.8.

Список литературы/References

  1. Маричев В. Н., “Исследование изменчивости вертикальной структуры фонового аэрозоля в стратосфере над Томском на основе лидарных наблюдений в 2010-2011 гг.”, Оптика атмосферы и океана, 25:11 (2012), 976-984. [Marichev V. N., “Issledovaniye
    izmenchivosti vertikal’noy struktury fonovogo aerozolya v stratosfere nad Tomskom na osnove lidarnykh nablyudeniy v 2010-2011 gg.”, Optika atmosfery i okeana, 25:11 (2012), 976-984, (in Russian)].
  2. Маричев В. Н., “Лидарные исследования изменчивости аэрозольного наполнения стратосферы над Томском для фоновых условий”, Сборник докладов 19-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», Алтай, г. Барнаул, база отдыха «Золотое озеро», 1-6 июля 2013 г., г. Барнаул, 2013, D51–D56. [Marichev V. N., “Lidarnyye issledovaniya izmenchivosti aerozol’nogo napolneniya stratosfery nad Tomskom dlya fonovykh usloviy”, Sbornik dokladov 19-go mezhdunarodnogo simpoziuma «Optika atmosfery i okeana. Fizika atmosfery», Altay, g. Barnaul, baza otdykha «Zolotoye ozero», 1-6 iyulya 2013 g., g. Barnaul, 2013, D51–D56, (in Russian)].
  3. Маричев В. Н., “Лидарные исследования годовой изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем над томском в период 2011-13гг”, Сборник докладов 20-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», г. Новосибирск, курорт-отель «Сосновка», 23-27 июня 2014 г., г. Новосибирск, D62-D66. [Marichev V. N., “Lidarnyye issledovaniya godovoy izmenchivosti napolneniya stratosfery fonovym aerozolem nad tomskom v period 2011-13gg”, Sbornik dokladov 20-go mezhdunarodnogo simpoziuma «Optika atmosfery i okeana. Fizika atmosfery», g. Novosibirsk, kurort-otel’ «Sosnovka», 23-27 iyunya 2014 g., g. Novosibirsk, D62-D66, (in Russian)].
  4. Маричев В. Н., Бочковский Д. А., “Исследование изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем в 2014 г.”, Сборник докладов 21-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», г. Томск, 22-26 июня 2015 г., г. Томск, D41-D45. [Marichev V. N., Bochkovskiy D. A., “Issledovaniye
    izmenchivosti napolneniya stratosfery fonovym aerozolem v 2014 g.”, Sbornik dokladov 21-go mezhdunarodnogo simpoziuma «Optika atmosfery i okeana. Fizika atmosfery», g. Tomsk, 22-26 iyunya 2015 g., g. Tomsk, D41-D45, (in Russian)].
  5. Marichev V. N., Bochkosvkii D. A., “Studying the variations in background aerosol loading of the stratosphere in 2014”, Proceedings of SPIE, 9680 (2015).
  6. Marichev V. N., Bochkosvkii D. A., “Investigation of variability of the vertical stratification of background aerosol over Tomsk in 2015”, Proceedings of SPIE, 10035 (2016), 100356C-1 — 100356C-5.
  7. Маричев В. Н., Бочковский Д. А., “Исследование изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем над Томском в 2016 г. по данным лидарных наблюдений”, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2017, №4(20), 36-43. [Marichev V. N., Bochkovsky D. A., “Investigation of variability of stratosphere filling by background aerosol over tomsk in 2016 by the data of lidar observations.”, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat.nauki, 2017, №4(20), 36-43, (in Russian)].
  8. Бурлаков В. Д., Долгий С. И., Невзоров А. В., Самохвалов И. В., Насонов С. В., Животенюк И. В., Ельников А. В., Назаров Е. В., Плюснин И. И., Шиханцов А. М., “Следы извержения вулкана Эйяфьятлайокудль по данным лидарных наблюдений в Томске и Сургуте”, Оптика атмосферы и океана, 24:10 (2011), 872-879. [Burlakov V. D., Dolgiy S. I., Nevzorov A. V., Samokhvalov I. V., Nasonov S. V., Zhivotenyuk I. V., Yel’nikov A. V., Nazarov Ye. V., Plyusnin I. I., Shikhantsov A. M., “Sledy izverzheniya vulkana Eyyaf’yatlayokudl’ po dannym lidarnykh nablyudeniy v Tomske i Surgute”, Optika atmosfery i okeana, 24:10 (2011), 872-879, (in Russian)].
  9. Бурлаков В. Д., Долгий С. И., Невзоров А. В., “Лидарные наблюдения аэрозольных возмущений стратосферы над Томском (56,5°с.ш.; 85,0°в.д.) в период вулканической активности 2006-2010 гг.”, Оптика атмосферы и океана, 24:12 (2011), 1031-1040. [Burlakov V. D., Dolgiy S. I., Nevzorov A. V., “Lidarnyye nablyudeniya aerozol’nykh vozmushcheniy stratosfery nad Tomskom (56,5°s.sh.; 85,0°v.d.) v period vulkanicheskoy aktivnosti 2006-2010 gg.”, Optika atmosfery i okeana, 24:12 (2011), 1031-1040, (in Russian)].
  10. Долгий С. И., Бурлаков В. Д., Макеев А. П., Невзоров А. В., Шмирко К. А., Павлов А. Н., Столярчук С. Ю., Букин О. А., Чайковский А. П., Осипенко Ф. П., Трифонов Д. А., “Аэрозольные возмущения стратосферы после извержения вулкана Гримсвотн (Исландия, май 2011 г.) по данным наблюдений станций лидарной сети стран СНГ CISLiNet в Минске, Томске и Владивостоке”, Оптика атмосферы и океана, 26:7 (2013), 547-552. [Dolgiy S. I., Burlakov V. D., Makeyev A. P., Nevzorov A. V., Shmirko K. A., Pavlov A. N., Stolyarchuk S. YU., Bukin O. A., Chaykovskiy A. P., Osipenko F. P., Trifonov D. A., “Aerozol’nyye vozmushcheniya stratosfery posle izverzheniya vulkana Grimsvotn (Islandiya, may 2011 g.) po dannym nablyudeniy stantsiy lidarnoy seti stran SNG CIS-LiNet v Minske, Tomske i Vladivostoke”, Optika atmosfery i okeana, 26:7 (2013), 547-552, (in Russian)].

Список литературы (ГОСТ)

  1. Маричев В. Н. Исследование изменчивости вертикальной структуры фонового аэрозоля в стратосфере над Томском на основе лидарных наблюдений в 2010-2011 гг. // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. №11. С. 976-984.
  2. Маричев В. Н. Лидарные исследования изменчивости аэрозольного наполнения стратосферы над Томском для фоновых условий // Сборник докладов 19-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». Алтай, г. Барнаул, база отдыха «Золотое озеро», 1-6 июля 2013 г. г. Барнаул. 2013. D51–D56.
  3. Маричев В. Н. Лидарные исследования годовой изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем над томском в период 2011-13 гг // Сборник докладов 20-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» г. Новосибирск, курорт-отель «Сосновка», 23-27 июня 2014 г. г. Новосибирск. D62-D66.
  4. Маричев В. Н., Бочковский Д. А. Исследование изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем в 2014 г. // Сборник докладов 21-го международного симпозиума «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» г. Томск, 22-26 июня 2015 г. г. Томск.
    D41-D45.
  5. Marichev V. N., Bochkosvkii D. A. Studying the variations in background aerosol loading of the stratosphere in 2014. Proceedings of SPIE. 2015. 9680.
  6. Marichev V. N., Bochkosvkii D. A. Investigation of variability of the vertical stratification of background aerosol over Tomsk in 2015 // Proceedings of SPIE. 2016. 10035. 100356C-1- 100356C-5
  7. Маричев В. Н., Бочковский Д. А. Исследование изменчивости наполнения стратосферы фоновым аэрозолем над Томском в 2016 г. по данным лидарных наблюдений // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2017. №4(20). С. 36-43.
  8. Бурлаков В. Д., Долгий С. И., Невзоров А. В., Самохвалов И. В., Насонов С. В., Животенюк И. В., Ельников А. В., Назаров Е. В., Плюснин И. И., Шиханцов А. М. Следы извержения вулкана Эйяфьятлайокудль по данным лидарных наблюдений в Томске и Сургуте // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. №10. С. 872-879.
  9. Бурлаков В. Д., Долгий С. И., Невзоров А. В. Лидарные наблюдения аэрозольных возмущений стратосферы над Томском (56,5°с.ш.; 85,0°в.д.) в период вулканической активности 2006-2010 гг. //Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. №12. С. 1031-1040.
  10. Долгий С. И., Бурлаков В. Д., Макеев А. П., Невзоров А. В., Шмирко К. А., Павлов А. Н., Столярчук С. Ю., Букин О. А., Чайковский А. П., Осипенко Ф. П., Трифонов Д. А. Аэрозольные возмущения стратосферы после извержения вулкана Гримсвотн (Исландия, май 2011 г.) по данным наблюдений станций лидарной сети стран СНГ CISLiNet в Минске, Томске и Владивостоке // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. №7. С. 547-552.

Для цитирования: Маричев В. Н., Бочковский Д. А. Годовые и сезонные вариации наполнения стратосферы фоновым аэрозолем в Западной Сибири // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2019. Т. 29. № 4. C. 149-158. DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-149-158
For citation: Marichev V. N., Bochkovsky D. A. Annual and seasonal variations in the filling of the stratosphere with a background aerosol in Western Siberia, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2019, 29: 4, 149-158. DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-149-158

Поступила в редакцию / Original article submitted: 04.09.2019

Маричев Валерий Николаевич – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН), г. Томск, Россия.
Marichev Valeriy Nikolaevich – Dr. Sci. (Phys & Math), professor, main staff scientist, V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Tomsk, Russia.

 Бочковский Дмитрий Андреевич – кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Томск, Россия.
Bochkovskiy Dmitriy Andreevich – Ph.D. (Tech), junior staff scientist, V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Tomsk, Russia.

Читать статью/Read articleСкачать/Download