Статистическое моделирование тропосферного аэрозоля

Атмосферный аэрозоль играет важную роль в различных процессах, определяющих погоду и климат Земли. Это обусловило развитие и использование различных наземных и спутниковых методов измерений его оптических и микрофизических характеристик. Важную роль в получение информации о пространственно-временных вариациях характеристик аэрозоля играют спутниковые методы, позволяющие проведение мониторинга аэрозоля в глобальном масштабе. Для согласования различных спутниковых и наземных результатов мониторинга проводятся специальные программы сравнений различных типов измерений. Так, спутниковые методы измерений характеристик аэрозоля сравниваются с данными лидарного зондирования, измерений сети Аэронет и т.д. Для получения информации о характеристиках аэрозоля с помощью наземных лидарных измерений требуется решать лидарное уравнение. При его решение используется лидарное соотношение, связывающее коэффициенты аэрозольного рассеяния (КАР) назад и коэффициент аэрозольного ослабления (КАО).
В работе приведены результаты статистического моделирования микрофизических и оптических характеристик тропосферного аэрозоля разного типа по методике предложенной в работах [1-3]. Оптические характеристики (объёмный коэффициент ослабления, коэффициент рассеяния назад) были рассчитаны для различных типов аэрозолей – порядка 30000 аэрозольных реализаций. Исследованы зависимости между КАР и КАО и построены лидарные соотношения для разных типов аэрозоля. Проанализированы погрешности аппроксимации и влияние на погрешности аппроксимации выбора модели аэрозоля. При корректном задании типа аэрозолей, погрешности определения коэффициента аэрозольного рассеяния назад по коэффициенту ослабления лежат в пределах 10%. Величины погрешностей могут сильно увеличиться при неправильном задание типа тропосферных аэрозолей. Проведены сопоставления расчетных лидарных соотношений с экспериментальными, полученными с помощью измерений спектрофотометра CIMEL (сеть наблюдений АЭРОНЕТ)
1. Timofeyev Yu.M., A.V. Polyakov, Ya.A. Virolainen, V.S. Kostsov, H.M. Steele, M.J. Newchurch, K. Drdla. Statistical models of aerosols and polar stratospheric clouds (PSC) for remote sensing // Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere VIII, Proc. of SPIE Vol. 5235 (SPIE, Bellingham, WA, 2004), pp. 347-356.
2. Виролайнен Я.А., Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Статистические модели оптических свойств тропосферного аэрозоля // Известия РАН, ФАО, 2004, том 40, №2, с. 255-266.
3. Виролайнен Я.А. Связь между оптическими параметрами аэрозоля в полосах молекулярного поглощения БИК области спектра // Оптика атмосферы и океана. – 2008. – Т.21, №3. С. 229-234