zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-430Research ArticleСтатьиМЕТОДИКА ОБРАЩЕНИЯ СПЕКТРОВ ПРОЗРАЧНОСТИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ФРЕОНОВA METHOD OF THE TRANSPARENCY SPECTRA INVERSION FOR THE FREONES CONCENTRATION MEASUREMENTПоляковА. В.PolyakovA. V.a.v.polyakov@spbu.ruВиролайненЯ. А.VirolainenYa. A.noemail@neicon.ruМакароваМ. В.MakarovaM. V.noemail@neicon.ruСанкт-Петербургский государственный университетSt. Petersburg State University201810032020856962970Copyright © Поляков А.В., Виролайнен Я.А., Макарова М.В., 20202020Поляков А.В., Виролайнен Я.А., Макарова М.В.Polyakov A.V., Virolainen Y.A., Makarova M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/430

Предлагается подход к подбору оптимальных параметров решения обратной задачи определения общего содержания (ОС) фреонов по наземным спектрометрическим измерениям солнечного излучения. Подход разработан для измерений на станции NDACC С.-Петербург с помощью фурье-интерферометра Bruker FS125HR и реализован применительно к измерениям ОС гидрохлорфторуглерода R-22 (HCF2Cl). На основе полученного оптимального набора параметров выполнено восстановление ОС R-22 над станцией С.-Петербург в период 2009-2018 гг., получены оценки погрешностей измерений: средняя систематическая погрешность 4.8 %, случайная 3.7 % за весь период наблюдений. Предварительная оценка тренда 2.64±0.22 % за год.

A technique is proposed for the selection of optimal parameters for solving the inverse problem of determining the total content (TC) of freons by ground-based spectrometric measurements of solar radiation. The technique is designed for measurements at the NDACC station “St. Petersburg” using a Fourier interferometer Bruker FS125HR. The proposed technique is implemented with reference to measurements of the total content of hydrochlorofluorocarbon R-22 (HCF2Cl). Based on the obtained optimal set of parameters, the retrieval of the R-22 TC over the St. Petersburg station was performed in the period 2009-2018. Estimates of measurement errors are obtained: the average systematic error is 4.8%, a random 3.7% for the entire observation period. Preliminary assessment of the trend was 2.64 ± 0.22% per year.

фреонсодержание фреонов в атмосференаземный метод измерения прозрачностиfreoncontent of freons in the atmosphereground-based transparency methodReferencesM. J. Molina, F. S. Rowland. Nature, 249 (1974) 810-812M. J. Molina, F. S. Rowland. Nature, 249 (1974) 810-812M. Ko, P. Newman, S. Reimann, S. Strahan, R. Plumb, R. Stolarski, J. Burkholder, W. Mellouki, A. Engel, E. Atlas. Lifetimes of Stratospheric Ozone-depleting Substances, Their Replacements, and Related Species, SPARC Report No. 6 WCRP-15/2013 (2013)M. Ko, P. Newman, S. Reimann, S. Strahan, R. Plumb, R. Stolarski, J. Burkholder, W. Mellouki, A. Engel, E. Atlas. Lifetimes of Stratospheric Ozone-depleting Substances, Their Replacements, and Related Species, SPARC Report No. 6 WCRP-15/2013 (2013)L. Hoffmann, M. Riese. Adv. Space Res., 33 (2004) 1068-1072L. Hoffmann, M. Riese. Adv. Space Res., 33 (2004) 1068-1072A. T. Brown, M. P. Chipperfield, C. Boone, C. Wilson, K. A. Walker, P. F. Bernath. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 112 (2011) 2552-2566A. T. Brown, M. P. Chipperfield, C. Boone, C. Wilson, K. A. Walker, P. F. Bernath. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 112 (2011) 2552-2566D. Cunnold, R. Weiss, R. Prinn, D. Hartley, P. Simmonds, P. Fraser, B. Miller, F. Alyea, L. Porter. J. Geophys. Res.: Atm., 102 (1997) 1259-1269D. Cunnold, R. Weiss, R. Prinn, D. Hartley, P. Simmonds, P. Fraser, B. Miller, F. Alyea, L. Porter. J. Geophys. Res.: Atm., 102 (1997) 1259-1269B. Dunse, L. Steele, S. Wilson, P. Fraser, P. Krummel. Atmos. Environ., 39 (2005) 6334-6344B. Dunse, L. Steele, S. Wilson, P. Fraser, P. Krummel. Atmos. Environ., 39 (2005) 6334-6344F. Khosrawi, R. Müller, H. Irie, A. Engel, G. Toon, B. Sen, S. Aoki, T. Nakazawa, W. Traub, K. J. Jucks. Geophys. Res.: Atm., 109 (2004) D06311F. Khosrawi, R. Müller, H. Irie, A. Engel, G. Toon, B. Sen, S. Aoki, T. Nakazawa, W. Traub, K. J. Jucks. Geophys. Res.: Atm., 109 (2004) D06311L. Hoffmann, M. Kaufmann, R. Spang, R. Müller, J. J. Remedios, D. P. Moore, C. M. Volk, T. von Clarmann, M. Riese. Atm. Chem. Phys., N 8 (2008) 3671-3688L. Hoffmann, M. Kaufmann, R. Spang, R. Müller, J. J. Remedios, D. P. Moore, C. M. Volk, T. von Clarmann, M. Riese. Atm. Chem. Phys., N 8 (2008) 3671-3688E. Mahieu, P. Duchatelet, P. Demoulin, K. A. Walker, E. Dupuy, L. Froidevaux, C. Randall, V. Catoire, K. Strong, C. D. Boone, P. F. Bernath, J.-F. Blavier, T. Blumenstock, M. Coffey, M. De Mazière, D. Griffith, J. Hannigan, F. Hase, N. Jones, K. W. Jucks, A. Kagawa, Y. Kasai, Y. Mebarki, S. Mikuteit, R. Nassar, J. Notholt, C. P. Rinsland, C. Robert, O. Schrems, C. Senten, D. Smale, J. Taylor, C. Tétard, G. C. Toon, T. Warneke, S. W. Wood, R. Zander, C. Servais. Atm. Chem. Phys., N 8 (2008) 6199-6221E. Mahieu, P. Duchatelet, P. Demoulin, K. A. Walker, E. Dupuy, L. Froidevaux, C. Randall, V. Catoire, K. Strong, C. D. Boone, P. F. Bernath, J.-F. Blavier, T. Blumenstock, M. Coffey, M. De Mazière, D. Griffith, J. Hannigan, F. Hase, N. Jones, K. W. Jucks, A. Kagawa, Y. Kasai, Y. Mebarki, S. Mikuteit, R. Nassar, J. Notholt, C. P. Rinsland, C. Robert, O. Schrems, C. Senten, D. Smale, J. Taylor, C. Tétard, G. C. Toon, T. Warneke, S. W. Wood, R. Zander, C. Servais. Atm. Chem. Phys., N 8 (2008) 6199-6221J. Notholt. Geophys. Res. Lett., 21 (1994) 2385-2388J. Notholt. Geophys. Res. Lett., 21 (1994) 2385-2388R. Zander, E. Mahieu, P. Demoulin, P. Duchatelet, C. Servais, G. Roland, L. Delbouille, M. De Mazière, C. P. Rinsland. Environ. Sci., N 2 (2005) 295-303R. Zander, E. Mahieu, P. Demoulin, P. Duchatelet, C. Servais, G. Roland, L. Delbouille, M. De Mazière, C. P. Rinsland. Environ. Sci., N 2 (2005) 295-303E. Mahieu, C. P. Rinsland, T. Gardiner, R. Zander, P. Demoulin, M. P. Chipperfield, R. Ruhnke, L. S. Chiou, M. De Mazière. Geophys. Res. Abstr., 12, EGU2010-2420-3 (2010), https://meetingorganizer.copernicus.org/ EGU2013/EGU2013-5690.pdfE. Mahieu, C. P. Rinsland, T. Gardiner, R. Zander, P. Demoulin, M. P. Chipperfield, R. Ruhnke, L. S. Chiou, M. De Mazière. Geophys. Res. Abstr., 12, EGU2010-2420-3 (2010), https://meetingorganizer.copernicus.org/ EGU2013/EGU2013-5690.pdfE. Mahieu, S. O’Doherty, S. Reimann, M. Vollmer, W. Bader, B. Bovy, B. Lejeune, P. Demoulin, G. Roland, C. Servais. Geophys. Res. Abstr., 15, EGU2013-1185-1 (2013), https://meetingorganizer.copernicus.org/ EGU2010/EGU2010-2420-3.pdfE. Mahieu, S. O’Doherty, S. Reimann, M. Vollmer, W. Bader, B. Bovy, B. Lejeune, P. Demoulin, G. Roland, C. Servais. Geophys. Res. Abstr., 15, EGU2013-1185-1 (2013), https://meetingorganizer.copernicus.org/ EGU2010/EGU2010-2420-3.pdfE. Mahieu, B. Lejeune, B. Bovy, C. Servais, G. C. Toon, P. F. Bernath, C. D. Boone, K. A. Walker, S. Reimann, M. K. Vollmer. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 186 (2017) 96-105E. Mahieu, B. Lejeune, B. Bovy, C. Servais, G. C. Toon, P. F. Bernath, C. D. Boone, K. A. Walker, S. Reimann, M. K. Vollmer. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 186 (2017) 96-105M. Zhou, C. Vigouroux, B. Langerock, P. Wang, G. Dutton, C. Hermans, N. Kumps, J.-M. Metzger, G. Toon, M. De M. Atm. Meas. Technol., 9, (2016) 5621-5636M. Zhou, C. Vigouroux, B. Langerock, P. Wang, G. Dutton, C. Hermans, N. Kumps, J.-M. Metzger, G. Toon, M. De M. Atm. Meas. Technol., 9, (2016) 5621-5636И. С. Яговкина, А. В. Поляков, А. В. Поберовский, Ю. М. Тимофеев. Изв. РАН, ФАО, 47, № 2 (2011) 204-207И. С. Яговкина, А. В. Поляков, А. В. Поберовский, Ю. М. Тимофеев. Изв. РАН, ФАО, 47, № 2 (2011) 204-207А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен, М. В. Макарова, А. В. Поберовский, Х. Имхасин. Изв. РАН. ФАО, 54, № 5 (2018) 575-583А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен, М. В. Макарова, А. В. Поберовский, Х. Имхасин. Изв. РАН. ФАО, 54, № 5 (2018) 575-583Yu. Timofeyev, Ya. Virolainen, M. Makarova, A. Poberovsky, A. Polyakov, D. Ionov, S. Osipov, H. Imhasin. J. Mol. Spectr., 323 (2016) 2-14Yu. Timofeyev, Ya. Virolainen, M. Makarova, A. Poberovsky, A. Polyakov, D. Ionov, S. Osipov, H. Imhasin. J. Mol. Spectr., 323 (2016) 2-14C. D. Rodgers. Inverse Methods for Atmospheric Sounding: Theory and Practice, River Edge, World Sci. (2000)C. D. Rodgers. Inverse Methods for Atmospheric Sounding: Theory and Practice, River Edge, World Sci. (2000)В. Ф. Турчин, В. П. Козлов, М. С. Малкевич. УФН, 102 (1970) 345-386В. Ф. Турчин, В. П. Козлов, М. С. Малкевич. УФН, 102 (1970) 345-386M. Park, W. J. Randel, D. E. Kinnison, L. K. Emmons, P. F. Bernath, K. A. Walker, C. D. Boone, M. J. Livesey. Geophys. Res.: Atm., 118, N 4 (2013) 1964-1980M. Park, W. J. Randel, D. E. Kinnison, L. K. Emmons, P. F. Bernath, K. A. Walker, C. D. Boone, M. J. Livesey. Geophys. Res.: Atm., 118, N 4 (2013) 1964-1980S. Montzka, B. Hall, J. Elkins. Geophys. Res. Lett., 36 (2009) L03804S. Montzka, B. Hall, J. Elkins. Geophys. Res. Lett., 36 (2009) L03804J. Elkins, T. Thompson, T. Swanson, J. Butler, B. Hall, S. Cummings, D. Fisher, A. Raffo. Nature, 364 (1993) 780-783J. Elkins, T. Thompson, T. Swanson, J. Butler, B. Hall, S. Cummings, D. Fisher, A. Raffo. Nature, 364 (1993) 780-783S. Montzka, J. H. Butler, R. C. Myers, T. M. Thompson, T. H. Swanson, A. D. Clarke, L. T. Lock, J. W. Elkins. Science, 272 (1996) 1318-1322S. Montzka, J. H. Butler, R. C. Myers, T. M. Thompson, T. H. Swanson, A. D. Clarke, L. T. Lock, J. W. Elkins. Science, 272 (1996) 1318-1322S. Walker, R. Weiss, P. Salameh. J. Geophys. Res.: Oceans, 105 (2000) 14285-14296S. Walker, R. Weiss, P. Salameh. J. Geophys. Res.: Oceans, 105 (2000) 14285-14296Y. A. Virolainen, Y. M. Timofeyev, V. S. Kostsov, D. V. Ionov, V. V. Kalinnikov, M. V. Makarova, A. V. Poberovsky, N. A. Zaitsev, H. H. Imhasin, A. V. Polyakov, M. Schneider, F. Hase, S. Barthlott, T. Blumenstock. Atm. Meas. Technol., N 10 (2017) 4521-4536Y. A. Virolainen, Y. M. Timofeyev, V. S. Kostsov, D. V. Ionov, V. V. Kalinnikov, M. V. Makarova, A. V. Poberovsky, N. A. Zaitsev, H. H. Imhasin, A. V. Polyakov, M. Schneider, F. Hase, S. Barthlott, T. Blumenstock. Atm. Meas. Technol., N 10 (2017) 4521-4536L. S. Rothman, I. E. Gordon, Y. Babikov, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, L. Bizzocchi, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, K. Chance, E. A. Cohen, L. H. Coudert, V. M. Devi, B. J. Drouin, A. Fayt, J.-M. Flaud, R. R. Gamache, J. J. Harrison, J.-M. Hartmann, C. Hill, J. T. Hodges, D. Jacquemart, A. Jolly, J. Lamouroux, R. J. Le Royr, G. Li, D. A. Long, O. M. Lyulin, C. J. Mackie, S. T. Massie, S. Mikhailenko, H. S. P. Müller, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. Perevalov, A. Perrin, E. R. Polovtseva, C. Richard, M. A. H. Smith, E. Starikova, K. Sung, S. Tashkun, J. Tennyson, G. C. Toon, Vl. G. Tyuterev, G. Wagner. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 130 (2013) 4-50L. S. Rothman, I. E. Gordon, Y. Babikov, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, L. Bizzocchi, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, K. Chance, E. A. Cohen, L. H. Coudert, V. M. Devi, B. J. Drouin, A. Fayt, J.-M. Flaud, R. R. Gamache, J. J. Harrison, J.-M. Hartmann, C. Hill, J. T. Hodges, D. Jacquemart, A. Jolly, J. Lamouroux, R. J. Le Royr, G. Li, D. A. Long, O. M. Lyulin, C. J. Mackie, S. T. Massie, S. Mikhailenko, H. S. P. Müller, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. Perevalov, A. Perrin, E. R. Polovtseva, C. Richard, M. A. H. Smith, E. Starikova, K. Sung, S. Tashkun, J. Tennyson, G. C. Toon, Vl. G. Tyuterev, G. Wagner. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 130 (2013) 4-50

The authors declare that there are no conflicts of interest present.