zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-549Research ArticleСтатьиМОНИТОРИНГ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ОЗОНА В АТМОСФЕРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РОССИЙСКОЙ АППАРАТУРЫ ИКФС-2ATMOSPHERIC OZONE MONITORING WITH RUSSIAN SPECTROMETER IKFS-2ПоляковА. В.PolyakovA. V.

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

7-9 Universitetskaya Nab., Saint Petersburg, 199034

a.v.polyakov@spbu.ruТимофеевЮ. М.TimofeyevY. M.

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

7-9 Universitetskaya Nab., Saint Petersburg, 199034

ВиролайненЯ. А.VirolainenY. A.

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

7-9 Universitetskaya Nab., Saint Petersburg, 199034

КозловД. А.KozlovD. A.

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

7-9 Universitetskaya Nab., Saint Petersburg, 199034

Санкт-Петербургский государственный университетSaint Petersburg State University201919032020864597601Copyright © Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Виролайнен Я.А., Козлов Д.А., 20202020Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Виролайнен Я.А., Козлов Д.А.Polyakov A.V., Timofeyev Y.M., Virolainen Y.A., Kozlov D.A.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/549

The method and algorithm for ozone total column (OTC) determining based on spectroscopic measurements of outgoing thermal radiation by IKFS-2 spectrometer (on-board “Meteor-M2 N 2” satellite) are described. Algorithm is based on an artificial neural network method and OMI satellite measurements. The results of comparison of OTC measurements by IKFS-2 spectrometer and by ground-based instruments (Dobson, Brewer, and M-124 ozonometer) are given. It is shown that systematic discrepancy between satellite and ground-based measurements in most cases is not higher than 1%, RMSD values are within 3.0–4.5%. The empirical assessment of retrieval errors demonstrates that Dobson and Brewer OTC measurement random total errors are 1% (in direct solar radiation measurements mode), OMI and IKFS-2 satellite measurements give 2.8 and 3.6% random errors, respectively.

атмосферная ИК-Фурье-спектрометриягазовый состав атмосферыобщее содержание озонаобратные задачи атмосферной оптикиatmospheric Fourier transform IR spectrometryatmospheric gaseous compositionozone total columnsinverse problems of atmospheric opticsРабота выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 18-05-00426). Обсуждение и уточнение методики интерпретации спектроскопических измерений выполнены при поддержке гранта №28883514 СПбГУ COLLAB2018.ReferencesWMO. Scientific Assessment of Ozone Depletion : 2010, Global Ozone Research and Monitoring Project – Report No 52, Geneva (2011) 1—8WMO. Scientific Assessment of Ozone Depletion : 2010, Global Ozone Research and Monitoring Project – Report No 52, Geneva (2011) 1—8WMO, IPCC: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution Of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Ed. Stocker University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA (2013) 11—18WMO, IPCC: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution Of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Ed. Stocker University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA (2013) 11—18R. Hanel, B. Conrath. Science, 165, N 3899 (1969) 1258—1260R. Hanel, B. Conrath. Science, 165, N 3899 (1969) 1258—1260К. Я. Кондратьев, Ю. М. Тимофеев. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса, Ленинград, Гидрометеоиздат (1978) 59—68К. Я. Кондратьев, Ю. М. Тимофеев. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса, Ленинград, Гидрометеоиздат (1978) 59—68Ю. М. Тимофеев. Изв. АН СССР, ФАО, 25, № 5 (1989) 451—472Ю. М. Тимофеев. Изв. АН СССР, ФАО, 25, № 5 (1989) 451—472В. Н. Досов, Л. П. Пахомов, А. П. Прохоров. В сб. “Дистанционное зондирование атмосферы со спутника “МЕТЕОР”, Ленинград, Гидрометеоиздат (1979) 113—119В. Н. Досов, Л. П. Пахомов, А. П. Прохоров. В сб. “Дистанционное зондирование атмосферы со спутника “МЕТЕОР”, Ленинград, Гидрометеоиздат (1979) 113—119A. Boynard, C. Clerbaux, P.-F. Coheur, D. Hurtmans, S. Turquety, M. George, J. Hadji-Lazaro, C. Keim, J. Meyer-Arnek. Atmos. Chem. Phys., 9, N 16 (2009) 6255—6271A. Boynard, C. Clerbaux, P.-F. Coheur, D. Hurtmans, S. Turquety, M. George, J. Hadji-Lazaro, C. Keim, J. Meyer-Arnek. Atmos. Chem. Phys., 9, N 16 (2009) 6255—6271А. Б. Успенский, А. Н. Рублев. Исслед. Земли из космоса, № 6 (2013) 4—15А. Б. Успенский, А. Н. Рублев. Исслед. Земли из космоса, № 6 (2013) 4—15Ю. М. Головин, Ф. С. Завелевич, А. Г. Никулин, Д. А. Козлов, Д. О. Монахов, И. А. Козлов, С. А. Архипов, В. А. Целиков, А. С. Романовский. Исслед. Земли из космоса, № 6 (2013) 25—37Ю. М. Головин, Ф. С. Завелевич, А. Г. Никулин, Д. А. Козлов, Д. О. Монахов, И. А. Козлов, С. А. Архипов, В. А. Целиков, А. С. Романовский. Исслед. Земли из космоса, № 6 (2013) 25—37Ю. М. Головин, Ф. С. Завелевич, Д. А. Козлов, И. А. Козлов, Д. О. Монахов, А. Г. Никулин, Н. Н. Ушаков, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев. Космонавтика и ракетостроение, 85, № 6 (2015) 51—58Ю. М. Головин, Ф. С. Завелевич, Д. А. Козлов, И. А. Козлов, Д. О. Монахов, А. Г. Никулин, Н. Н. Ушаков, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев. Космонавтика и ракетостроение, 85, № 6 (2015) 51—58А. С. Гаркуша, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен. Изв. РАН, ФАО, 53, № 4 (2017) 493—501А. С. Гаркуша, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен. Изв. РАН, ФАО, 53, № 4 (2017) 493—501А. С. Гаркуша, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен, А. В. Кухарский. Исслед. Земли из космоса, № 2 (2018) 58—64А. С. Гаркуша, А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен, А. В. Кухарский. Исслед. Земли из космоса, № 2 (2018) 58—64А. М. Звягинцев, Н. С. Иванова, М. П. Никифорова, И. Н. Кузнецова, П. Н. Варгин. Метеорология и гидрология, № 5 (2016) 122—128А. М. Звягинцев, Н. С. Иванова, М. П. Никифорова, И. Н. Кузнецова, П. Н. Варгин. Метеорология и гидрология, № 5 (2016) 122—128Y. M. Timofeyev, S. P. Smyshlyaev, Y. A. Virolainen, A. S. Garkusha, A. V. Polyakov, M. A. Motsakov, O. Kirner. Ann. Geophys., 36 (2018) 1485—1505Y. M. Timofeyev, S. P. Smyshlyaev, Y. A. Virolainen, A. S. Garkusha, A. V. Polyakov, M. A. Motsakov, O. Kirner. Ann. Geophys., 36 (2018) 1485—1505Измерительная сеть WOUDC: http://woudc.org/home.phpИзмерительная сеть WOUDC: http://woudc.org/home.phpЯ. А. Виролайнен, Ю. М. Тимофеев, А. В. Поберовский, А. В. Поляков, А. М. Шаламянский. Оптика атм. и океана, 30, № 2 (2017) 170—176Я. А. Виролайнен, Ю. М. Тимофеев, А. В. Поберовский, А. В. Поляков, А. М. Шаламянский. Оптика атм. и океана, 30, № 2 (2017) 170—176Y. 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. Atmos. Meas. Tech., 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. Atmos. Meas. Tech., 10 (2017) 4521—4536M. Van Roozendael, P. Peeters, H. K. Roscoe, H. De Backer, A. E. Jones, L. Bartlett, G. Vaughan, F. Goutail, J.-P. Pommereau, E. Kyro, C. Wahlstrom, G. Braathen, P. C. Simon. J. Atm. Chem., 29, N 1 (1998) 55—83M. Van Roozendael, P. Peeters, H. K. Roscoe, H. De Backer, A. E. Jones, L. Bartlett, G. Vaughan, F. Goutail, J.-P. Pommereau, E. Kyro, C. Wahlstrom, G. Braathen, P. C. Simon. J. Atm. Chem., 29, N 1 (1998) 55—83J. B. Kerr, I. A. Asbridge, F. J. Evans. J. Geophys. Res., 93 (1988) 11129—11140J. B. Kerr, I. A. Asbridge, F. J. Evans. J. Geophys. Res., 93 (1988) 11129—11140A. Boynard, D. Hurtmans, M. E. Koukouli, F. Goutail, J. Bureau, S. Safieddine, C. Lerot, J. Hadji-Lazaro, C. Wespes, J.-P. Pommereau, A. Pazmino, I. Zyrichidou, D. Balis, A. Barbe, S. N. Mikhailenko, D. Loyola, P. Valks, M. Van Roozendael, P.-F.Coheur, C. Clerbaux. Atmos. Meas. Tech., 9 (2016) 4327—4353A. Boynard, D. Hurtmans, M. E. Koukouli, F. Goutail, J. Bureau, S. Safieddine, C. Lerot, J. Hadji-Lazaro, C. Wespes, J.-P. Pommereau, A. Pazmino, I. Zyrichidou, D. Balis, A. Barbe, S. N. Mikhailenko, D. Loyola, P. Valks, M. Van Roozendael, P.-F.Coheur, C. Clerbaux. Atmos. Meas. Tech., 9 (2016) 4327—4353K. Garane, C. Lerot, M. Coldewey-Egbers, T. Verhoelst, I. Zyrichidou, D. S. Balis, T. Danckaert, F. Goutail, J. Granville, D. Hubert, M. E. Koukouli, A. Keppens, J.-C. Lambert, D. Loyola, J.-P. Pommereau, M. Van Roozendael, C. Zehner. Atmos. Meas. Tech., 11 (2018) 1385—1402K. Garane, C. Lerot, M. Coldewey-Egbers, T. Verhoelst, I. Zyrichidou, D. S. Balis, T. Danckaert, F. Goutail, J. Granville, D. Hubert, M. E. Koukouli, A. Keppens, J.-C. Lambert, D. Loyola, J.-P. Pommereau, M. Van Roozendael, C. Zehner. Atmos. Meas. Tech., 11 (2018) 1385—1402A. Keppens, J.-C. Lambert, J. Granville, D. Hubert, T. Verhoelst, S. Compernolle, B. Latter, B. Kerridge, R. Siddans, A. Boynard, J. Hadji-Lazaro, C. Clerbaux, C. Wespes, D. R. Hurtmans, P.-F. Coheur, J. C. A. van Peet, R. J. van der A, K. Garane, M. E. Koukouli, D. S. Balis, A. Delcloo, R. Kivi, R. Stübi, S. Godin-Beekmann, M. Van Roozendael, C. Zehner. Atmos. Meas. Tech., 11 (2018) 3769—3800A. Keppens, J.-C. Lambert, J. Granville, D. Hubert, T. Verhoelst, S. Compernolle, B. Latter, B. Kerridge, R. Siddans, A. Boynard, J. Hadji-Lazaro, C. Clerbaux, C. Wespes, D. R. Hurtmans, P.-F. Coheur, J. C. A. van Peet, R. J. van der A, K. Garane, M. E. Koukouli, D. S. Balis, A. Delcloo, R. Kivi, R. Stübi, S. Godin-Beekmann, M. Van Roozendael, C. Zehner. Atmos. Meas. Tech., 11 (2018) 3769—3800

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