Сопоставление результатов многолетних измерений содержания NO2 с помощью спутникового прибора OMI с данными спектрометрических измерений на сети NDACC

Окислы азота играют ключевую роль в фотохимии атмосферного озона. Содержание двуокиси азота NO2 в атмосфере измеряется спектрометрическими методами со спутников и с поверхности земли по ослаблению солнечного излучения в полосах поглощения NO2. С 2004 г. выполняются измерения содержания NO2 в вертикальных столбах стратосферы и тропосферы с помощью прибора OMI (Ozone Monitoring Instrument) с борта спутника Aura. На Звенигородской научной станции Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ЗНС), расположенной в западном Подмосковье и входящей в международную Сеть по обнаружению изменений состава атмосферы (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change – NDACC), с 1990 г. выполняются регулярные спектрометрические измерения вертикального профиля NO2, на основе которого определяется общее содержание NO2 в вертикальном столбе атмосферы, а также содержания NO2 в стратосферном и тропосферном столбах. Это позволяет выполнить всестороннюю валидацию обоих продуктов спутниковых измерений (стратосферного и тропосферного содержаний NO2) на основе длительных одновременных измерений (2004–2020 гг.) над ЗНС со спутника и с поверхности земли. На других станциях NDACC выполняются измерения только общего содержания NO2. В работе использованы данные измерений на девяти таких станциях, расположенных в различных широтных поясах (Арктика, Антарктика, средние широты северного и южного полушарий, тропики). Разность (невязка) между данными спутниковых и наземных измерений имеет заметный сезонный ход. Корреляция и коэффициенты линейной регрессии тоже зависят от сезона. Выявлены характерные закономерности изменения коэффициентов корреляции с широтой и особенности корреляции между спутниковыми и наземными данными в Арктике и Антарктике, средних широтах северного и южного полушарий, в тропиках. Для некоторых станций выявлена зависимость количественных характеристик соответствия между данными спутниковых и наземных измерений от облачности. В безоблачных условиях на ЗНС отмечено ослабление корреляции между спутниковыми и наземными значениями стратосферного содержания NO2 и усиление корреляции между значениями тропосферного содержания NO2. Выявлена зависимость характеристик соответствия между данными спутниковых и наземных измерений от уровня загрязнения нижней тропосферы окислами азота. Корреляция между значениями тропосферного содержаниями NO2 в окрестности ЗНС при сильном загрязнении возрастает, а корреляция между значениями стратосферного содержания NO2 уменьшается. По результатам сопоставления спутниковых и наземных данных получены оценки верхних пороговых значений содержания NO2 в тропосфере на разных станциях. Наименьшие значения получены для полярных станций, а наибольшее – для ЗНС, сильнее всех подверженной антропогенному загрязнению ввиду близости московского мегаполиса. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта 20-05-00274 (измерения на ЗНС, анализ данных наземных измерений) и Российского научного фонда в рамках проекта 21-17-00210 (анализ спутниковых данных).