Оценка корреляции данных аэрозольной оптической толщины по моделям AERONET и CALIPSO над Черноморским регионом за 2010-2014 год

Актуальность исследований атмосферного аэрозоля обусловлена и тем, что он является одним из важных факторов, влияющих на климат. Аэрозоли, газовые и загрязняющие компоненты, присутствующие в атмосфере должны учитываться как в глобальном, так и в региональном масштабе.
Создание методов обработки экспериментальных данных по атмосферным параметрам с целью исследования временной изменчивости аэрозольной оптической толщины (АОТ) атмосферы является важной задачей, поскольку АОТ является одним из основных параметров, характеризующих рассеивающий и поглощающий эффекты для солнечной радиации в атмосфере [1].
В настоящее время существует несколько моделей предоставляющих данные для аэрозольной оптической толщины. Целью данной работы является проведение сравнительного анализа AOT данных моделей AERONET (Aerosol Robotic Network) [2, 3], CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) [4].
CALIPSO - американо-французский исследовательский спутник, запущенный в рамках программы NASA EOS (Earth Observing System (Система наблюдения Земли)) и предназначенный для изучения облачного покрова Земли. Основной целью CALIPSO является проведение глобальных измерений аэрозолей и облаков. Такие измерения необходимы для лучшего понимания степени их влияния на климатическую систему, а также для улучшения возможности предсказания долгосрочных и сезонных межгодовых изменений климата. AERONET так же предоставляет глобально распределенные наблюдения спектральной аэрозольной оптической глубины (AOD), продуктов инверсии и осаждающейся воды в различных режимах аэрозолей.
В данной работе оценена степень корреляции и согласованность данных AOT вышеперечисленных моделей. Были исследованы спектры AOT на длине волны 524 нм для CALIPSO и взвешенные усредненные данные AERONET на длинах волн 500 нм и 550 нм. Для суммарной оценки отклонения ожидаемого распределения аэрозольной толщины к имеющемуся распределению по данным моделей AERONET и CALIPSO в данной работе использовался критерий согласия Пирсона [5], который проверяет значимость расхождения эмпирических (наблюдаемых) и теоретических (ожидаемых) частот. Выбор хи-квадрата Пирсона в качестве оценки наблюдаемой статистики обусловлен тем, что данные спектров AOT удобно анализировать как частотное распределение.
Заключение. По данным анализа статистической обработки данных аэрозольной оптической толщины был посчитан коэффициент Пирсона для региона Черного моря. Чем меньше величина хи-квадрата, тем ближе данные к математическому ожиданию, следовательно, они более устойчивы. В данном случае данные AERONET и Calipso показывают допустимое значение параметра Пирсона.
Работа выполнена при поддержке темы госзадания «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений» (№ 0827-2018-0002), раздел темы государственного задания ФГБУН МГИ. "Научные основы разработки методов, технологий и средств исследования поверхности и недр Земли, атмосферы, включая ионосферу и магнитосферу Земли, гидросферы и криосферы; численное моделирование и геоинформатика (инфраструктура пространственных данных и ГИСтехнологии)".