Проблемы изучения физических характеристик стратосферного аэрозоля Земли при поляриметрии из космоса

Сейчас имеются данные о значительных изменениях концентрации некоторых аэрозольно-газовых компонент, имеющих полосу поглощения в ультрафиолете [1]. Наибольшие их вариации наблюдаются возле источников антропогенного загрязнения или образуются во время природных катаклизмов (лесных пожаров, извержений вулканов и т.п.) Комплексный показатель один из важнейших параметров, определяющих рассеивающие и поглощающие свойства атмосферного аэрозоля. Его сезонные вариации дают дополнительную информацию о трансформации свойств частиц и их количестве. Среди дистанционных методов только поляризационные измерения позволяют определить характеристики аэрозоля [2]. Получать информацию можно при спутниковом дистанционном зондировании. Из-за оптической неоднородности динамической системы «стратосфера+тропосфера+поверхность» получить достоверные данные о фазовой зависимости степени поляризации света отраженного лишь стратосферой проблематично [3]. Но при спутниковых наблюдениях Земли в ультрафиолете при λ<300нм сильно поглощающий озоновый слой отсекает влияние поверхности и тропосферы и свойства отраженного излучения формируются только оптически тонкой газово-аэрозольной стратосферной средой. Значения второго параметра Стокса Q(α), на анализе данных которого базируется изучение физических свойств аэрозоля, можно получить из выражения Q(α)=P(α)A(α), где Р(α), А(α) - фазовые зависимости степени поляризации и альбедо. Несмотря на горизонтальную неоднородность стратосферного слоя, эта методика позволяет достаточно корректно определять физические характеристики стратосферного аэрозоля [4]. Для реализации этого метода необходимо ультрафиолетовый поляриметр установить на орбитальный КА и в каждый оборот вокруг Земли измерять поляризационную составляющую диффузно-отраженного земной атмосферой солнечного излучения в 240-290нм. Полученные пространственно-временные зависимости отражательных характеристик верхней атмосферы позволят судить о причинах изменений для разных участков земного шара [5, 6]. Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Национальный технический университет Украины «КПИ» и Львовский политехнический национальный университет развивают методику изучения вариаций стратосферного аэрозоля c использованием ультрафиолетового поляриметра, установленного на микроспутник Земли [6]. Мы создали действующий макет ультрафиолетового поляриметра для реализации космического эксперимента по исследованию воздействия изменения стратосферных аэрозолей на глобальный и местный климат Земли в спектральном диапазоне λ<300 нм [7]. Литература. [1] A. Lacis, J. Hansen, M. Sato. Climate forcing by stratospheric aerosols. Geophys. Res. Lett. V.19, 1992, pp.1607-1610. [2] P.V. Nevodovskiy, A.V. Morozhenko. Studies into stratospheric ozone layer from near-earth orbit utilizing ultraviolet polarimeter. J. Acta Astronautica, V.69, No.1, 2009, pp.54-58. [3] A.V. Morozhenko, A.P. Vidmachenko, P.V. Nevodovskyi. Aerosol in the Upper Layer of Earth’s. Kinematics and Physics of Celestial Bodies, V.29, No.5, 2013, pp.243-256. [4] A.V. Morozhenko, A.P. Vidmachenko, P.V. Nevodovskyi, N.M. Kostogryz. On the efficiency of polarization measurements while studying aerosols in the terrestrial atmosphere. Kinematics and Physics of Celestial Bodies. V.30, No.1, 2014, pp.11-21. [5] Ye.P. Nevodovskyi, A.P. Vidmachenko, O.V. Morozhenko, P.V. Nevodovskyi, I.I. Syniavskyi. The Ukrainian Youth Satellite: investigation of the Earth's aerosol stratum with the use of UV-polarimeter. Kosmichna Nauka i Tekhnologiya. V.10, No.5/6, 2004, pp.27-32. [6] М. Geraimchuk, О. Genkin, О. Ivakhiv, Yu. Kureniov, О. Morozhenkо, P. Nevodovskyi, S. Petrenko. Elements and Systems of Polarization Devices for Aerospace Investigation. Monography, EKMO, Kyiv. 2009. 188p. [7] P. Nevodovsky, A. Morozhenko, A. Vidmachenko, M. Geraimchuk, A. Zbrutskyi, Yu. Kureniov, V. Sergunin, Yu. Hirniak, O. Ivakhiv. Ultraviolet Polarimeter for Studying the Aerosol Component in the Earth Atmosphere, In Abstracts (Proceedings) of International Symposium “Atmospheric Radiation and Dynamics”, Publishing Company, St. Petersburg, Russia, 2013. P.218.