Общее содержание озона по спектральным измерениям ИКФС-2 за 8 лет работы прибора на борту КА «Метеор - М» №2

Озон вносит значительный вклад в формирование климата, а также защищает жизнь на Земле от вредоносного УФ излучения, поэтому контроль за содержанием озона при помощи всевозможных методов и приборов является важной задачей. Глобальная система мониторинга содержания озона включает в себя дистанционное, наземное и локальное зондирование. Мониторинг спутниковыми методами предоставляет широкий спектр данных о глобальном распределении озона, а также его аномалиях. Среди различных спутниковых методов измерения озона только измерения уходящего теплового излучения предоставляют данные независимо от солнечного освещения.
В работе рассматривается метод получения информации об общем содержании озона (ОСО), основанный на измерениях спектров уходящего теплового излучения российским прибором ИКФС-2 на борту спутника «Метеор-М» №2 за период штатной эксплуатации на орбите с 2015 по 2022 гг. В первые 6 лет измерения выполнялись с шириной полосы сканирования 1000 км, но начиная с декабря 2020 г., ширина полосы была увеличена до 1500 км. В СПбГУ была разработана методика получения величины ОСО, основанная на использовании искусственных нейронных сетей (ИНС). Обратная задача решается с помощью ИНС обученной по данным об ОСО, полученным с помощью измерений прибора OMI на спутнике «Aura», и метода главных компонент (ГК). Ранее данная методика была разработана и применена к измерениям с шириной полосы захвата 1000 км (период за 6 лет). В настоящем докладе рассматривается применение той же методики к измерениям в 2021-2022 гг., когда ширина полосы обзора спутника увеличилась до 1500 км. На основе сравнений результатов с независимыми данными измерений показано, что переход к периоду 2021-2022 гг. незначительно ухудшает согласие между данными ИКФС-2 и независимыми данными. Частично это ухудшение вызывается наличием измерений в более широком диапазоне зенитных углов. Также показано, что обучение ИНС на всем массиве данных за 8 лет измерений позволило улучшить согласие за последние 2 года, практически не ухудшая его за первые 6 лет измерений. Средние расхождения между данными независимых измерений и данными ОСО, полученными ИКФС-2, составляют менее 2%, а стандартные отклонения разностей - менее 3%. Также приведены и проанализированы примеры полученных полей распределения ОСО в околополярных областях.
Работа была выполнена при поддержке министерства науки и высшего образования Российской Федерации, № соглашения 075-15-2021-583, в Лаборатории Исследований Озонового слоя и Верхней Атмосферы СПбГУ.