Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Будущая конференция
Архив конференций
2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003
Личный кабинет
Зарегистрироваться на сайте Войти на сайт Забыли пароль?
Электронный сборник статей
«Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018»
Журнал
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Дополнительная информация
Контакты Полезная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XV.Z.124

Первые эксперименты по восстановлению распределения NO2 в тропосфере урбанизированных районов с высоким пространственным разрешением по данным Гиперспектральной аппаратуры КА Ресурс-П

Постыляков О.В. (1), Боровский А.Н. (1), Макаренков А.А. (2)
(1) Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН, Москва, Россия
(2) Рязанский государственный радиотехнический университет, Рязань, Россия
Окислы азота (NOх=NO+NO2) играют важную роль в химии пограничного слоя атмосферы в урбанизированных районах. Здесь их основным источником является высокотемпературное горение топлива, в основном, на объектах промышленности, транспорта, при отоплении жилищ [1-3]. Повышенные содержания NOx ведут к выпадению кислотных дождей. В присутствии в атмосфере свободных радикалов или летучих органических соединений окислы азота ведут к генерации озона в тропосфере. Поскольку диоксид азота (NO2) имеет полосы поглощения в видимой области спектра, его содержание в атмосфере может быть измерено дистанционными спектрометрическими методами зондирования, в том числе из космоса. В настоящее время измерения содержания диоксида азота в стратосфере и тропосфере Земли проводятся с помощью инструментов OMI на КА Aura и GOME-2 на КА MetOp-A и MetOp-B. Типичное для этих инструментов пространственное разрешение составляет 13×24 км и 40×80 км, соответственно. В силу высокой пространственной однородности распределения стратосферного NO2 [4] такое разрешение близко к оптимальному для исследования стратосферного NO2. Тропосферные источники диоксида азота могут быть точечными (трубы предприятий) или линейными (автотрассы). Для тропосферных исследований на осень 2017 года запланирован инструмента TROPOMI/Sentinel-5P, который позволит проводить измерения с разрешением 3.5×7 км. Разрешение около 2 км рассматривается ЕКА [5] и НАСА [6] в концепциях будущих геостационарных (GEO) миссий 2020-ых годов по мониторингу атмосферы, включая тропосферный NO2.
C 2013 года на солнечно-синхронной орбите работает серия российских спутников "Ресурс-П". В настоящее время работают три спутника "Ресурс-П", еще два планируется запустить до 2020 года. Гиперспектральная аппаратура (ГСА), установленная на борту «Ресурс-П», регистрирует солнечное излучение в 230 спектральных каналах в диапазоне от 400 нм до 1000 нм. Детектор ГСА проводит съемку части земной поверхности размером 30-км в ширину и нескольких сотен км в длину с разрешением 30 м.
Для определения содержания диоксида азота в атмосфере обычно используется интенсивность солнечного излучения, зарегистрированная в спектральном диапазоне 430–490 нм. В этом диапазоне ГСА имеет спектральное разрешение до 3 нм [7], в то время, как для определения содержания диоксида азота в атмосфере спектры ослабления солнечного излучения обычно регистрируются с лучшим разрешением (до 1 нм).
Мы исследовали возможность определения содержания диоксида азота в тропосфере на основе полученных ГСА снимков областей Китая с высоким антропогенным загрязнением атмосферы, основываясь на заделе, полученном в наших предыдущих исследованиях атмосферы космическими [7-9] и наземными [1-3,10-12] средствами.
Разработан метод определения содержания диоксида азота по данным космических снимков ГСА «Ресурс-П». Разработанный метод позволяет получить содержание диоксида азота с пространственным разрешением около 2.4 км, что превышает пространственное разрешение других современных спутниковых инструментов. Таким образом, ГСА «Ресурс-П» является интересным инструментом для исследования содержания диоксида азота.
В работе будут представлены алгоритм и первые экспериментальные результаты определения содержания диоксида азота в атмосфере из данных космической съемки ГСА «Ресурс-П».
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант №14-47-00049).

Ключевые слова: пространственное разрешение при зондировании атмосферы, диокисид азота в тропосфере, ГСА Ресурс П, дистанционное зондирование, гиперспектральная аппаратура, атмосферные загрязнения в Китае, провинция Хебей
Литература:
  1. В.А. Иванов, О.В. Постыляков. Оценка интегрального содержания NO2 в пограничном слое атмосферы по наблюдениям рассеянной в зените солнечной радиации. Оптика атмосеры и океана, 2010, 23, №6, 471-475.
  2. В.А. Иванов, А.С. Елохов, О.В. Постыляков. О восстановлении вертикального профиля двуокиси азота в атмосфере Земли по сумеречным измерениям рассеянного в зените солнечного излучения. Сб. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», том 8, No 3, 2011, с. 263-268.
  3. Иванов В.А., Елохов А.С., Постыляков О.В. О возможности оценки объема выбросов NO2 в городах по зенитным спектральным наблюдениям рассеянной солнечной радиации вблизи 450 нм. Оптика атмосеры и океана, 2012, 25, No 6. 539–543..
  4. A.N. Borovskii , A.Ya. Arabov, G.S. Golitsyn, A.N. Gruzdev, N.F. Elanskii, A.S. Elokhov, I.I. Mokhov, V.V. Savinykh, I.A. Senik, A.V. Timazhev. “Variations of Total Nitrogen Oxide Content in the Atmosphere over the North Caucasus,” Russian Meteorology and Hydrology, 41(2), 93–103 (2016), doi: 10.3103/S1068373916020035.
  5. Butz, A., Orphal, J., Checa-Garcia, R., Friedl-Vallon, F., von Clarmann, T., Bovensmann, H., Hasekamp, O., Landgraf, J., Knigge, T., Weise, D., Sqalli-Houssini, O., Kemper, D., “Geostationary Emission Explorer for Europe (G3E): mission concept and initial performance assessment,” Atmos. Meas. Tech., 8, 4719-4734 (2015), doi:10.5194/amt-8-4719-2015.
  6. P. Zoogman, X. Liu, R.M. Suleiman, W.F. Pennington, D.E. Flittner, J.A. Al-Saadi, B.B. Hilton, D.K. Nicks, M.J. Newchurch, J.L. Carr, S.J. Janz, M.R. Andraschko, A. Arola, B.D. Baker, B.P. Canova, C. Chan Miller, R.C. Cohen, J.E. Davis, M.E. Dussault, D.P. Edwards, J. Fishman, et al. “Tropospheric emissions: Monitoring of pollution (TEMPO),” J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 186, 17-39 (2017), doi: 10.1016/j.jqsrt.2016.05.008.
  7. Grechko, G.M., N.F. Elansky, M.E. Plotkin, O.V. Postylyakov. The OZAFS experiment: observing the fine structure of the ozone and aerosol distributions in the atmosphere from the Salyut 7 orbiter. Part I: An introduction and the occultation experiment. J. Geophys. Res., 1991, 96, D10, 18647-18653, doi: 10.1029/91JD01395.
  8. N.F. Elansky, M.E. Plotkin, O.V. Postylyakov, S.A. Ukhinov. The OZAFS experiment: observing the fine structure of the ozone and aerosol distributions in the atmosphere from the Salyut 7 orbiter. Part II: Formation of the earth's twilight limb coloration and radiance. Numerical calculations. J. Geophys. Res., 1991, 96, D10, 18655-18660, doi: 10.1029/91JD01393.
  9. Elansky, N.F., Grechko, G.M., Plotkin, M.E., Postylyakov, O.V., “The OZAFS experiment: observing the fine structure of the ozone and aerosol distributions in the atmosphere from the Salyut 7 orbiter. Part III: Experimental results,” J. Geophys. Res., 96 (D10), 18661-18670 (1991), doi: 10.1029/91JD01394.
  10. Borovski, A.N., Dzhola, A.V., Elokhov, A.S., Grechko, E.I., Postylyakov, O.V. and Kanaya, Y., “First measurements of formaldehyde integral content at Zvenigorod Scientific Station,” Int. J. of Remote Sensing, 35(15), 5609-5627 (2014), doi:10.1080/01431161.2014.945011.
  11. O.V. Postylyakov, A.N. Borovski, A.V. Dzhola, A.S. Elokhov, E.I.Grechko, Y. Kanaya. Measurements of formaldehyde total content in troposphere using DOAS technique in Moscow Region: preliminary results of 3 year observations. Proc. SPIE, Vol 9242, 2014, 92420T-7; doi:10.1117/12.2069824.
  12. Peters, E., Pinardi, G., Seyler, A., Richter, A., Wittrock, F., Bösch, T., Van Roozendael, M., Hendrick, F., Drosoglou, T., Bais, A. F., Kanaya, Y., Zhao, X., Strong, K., Lampel, J., Volkamer, R., Koenig, T., Ortega, I., Puentedura, O., Navarro-Comas, M., Gómez, L., Yela González, M., Piters, A., Remmers, J., Wang, Y., Wagner, T., Wang, S., Saiz-Lopez, A., García-Nieto, D., Cuevas, C. A., Benavent, N., Querel, R., Johnston, P., Postylyakov, O., Borovski, A., Elokhov, A., Bruchkouski, I., Liu, H., Liu, C., Hong, Q., Rivera, C., Grutter, M., Stremme, W., Khokhar, M. F., Khayyam, J., and Burrows, J. P.: Investigating differences in DOAS retrieval codes using MAD-CAT campaign data, Atmos. Meas. Tech., 10, 955-978, doi:10.5194/amt-10-955-2017, 2017.

Заседание в АО «Российские космические системы»: «Российская система спутниковых наблюдений и технологий: состояние и перспективы развития»

455