Метод дистанционного зондирования содержания NO2 в пограничном слое атмосферы по спектроскопическим измерениям видимого рассеянного излучения солнца

Методы дистанционного зондирования из космоса и с поверхности Земли обладают общими чертами. На основе измерений дифференциального спектра рассеянного излучения определяются наклонные содержания газовых примесей. Для определения общего содержания или вертикальных профилей рассчитываются послойные воздушные массы для геометрии, в которой выполнялись наблюдения. На точность этого расчета влияют погрешности в задании характеристик атмосферы и земной поверхности. Нами был проведен анализ влияния этих погрешностей на расчёт общего содержания NO2 в пограничном слое на примере спектральных измерений с поверхности Земли рассеянного в зените солнечного излучения вблизи 450 нм. Измерения в этом слое атмосферы с космических аппаратов испытывают наибольшие сложности.
Расчеты послойных воздушных масс выполнялись по модели переноса излучения MCC++ c учетом многократного рассеяния и сферичности атмосферы. Погрешность оценки содержания NO2 в пограничном слое по предложенному методу может достигать нескольких процентов при условии наличия информации об альбедо поверхности в безоблачной атмосфере. При этом форма высотного распределения NO2 не оказывает существенного влияния на погрешность оценки содержания в безоблачной ситуации, а также, если слой примеси находится, ниже слоя облачности. Неопределенность в информации об альбедо и облачности (ее толща и положение относительно слоя NO2) может вносить наибольший вклад в погрешность оценки NO2. Так задание альбедо с погрешностью, а=0.2+/-0.05 приводит к ошибке NO2 в 15% в безоблачной ситуации, и ошибке 30% в условиях полностью неизвестной облачности.
Разработанные алгоритмы и подходы при расчете эффективных воздушных масс могут использоваться при космическом зондировании атмосферы.