МЕТОДИКА ОБРАЩЕНИЯ СПЕКТРОВ ПРОЗРАЧНОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ФРЕОНА CCl₃F В АТМОСФЕРЕ

Выполнен подбор оптимальных параметров и разработана методика решения обратной задачи определения общего содержания (ОС) фреона R-11 (CCl₃F) по наземным спектрометрическим измерениям солнечного излучения на станции NDACC St. Petersburg с использованием Фурье-интерферометра IFS125HR и программного обеспечения SFIT4. Основные особенности методики: интервал спектра 830—860 см^–1, предварительно измерена функция спектральной чувствительности прибора, учитываются континуальное поглощение излучения водяным паром и ослабление излучения пленкой аморфного льда, осаждающейся на приемнике. При решении обратной задачи для компенсации изменчивости толщины пленки льда форма базовой линии спектра корректируется полиномом второй степени, уточняется вертикальное распределение водяного пара. С помощью методики определено ОС R-11 в период 2009—2019 гг., получены оценки погрешностей измерений: средняя систематическая погрешность 7.4 % и случайная 2.9 % за весь период наблюдений. Оценка долговременного тренда ОС составляет –0.29 ± 0.07 %/год, средней объемной концентрации –0.31 ± 0.07 %/год.

1. M. J. Molina, F. S. Rowland. Nature, 249 (1974) 810—812

2. M. Ko, P. Newman, S. Reimann, S. Strahan, R. Plumb, R. Stolarski, J. Burkholder, W. Mellouki, A. Engel, E. Atlas. Lifetimes оf Stratospheric Ozone-Depleting Substances, their Replacements, аnd Related Species, SPARC Report, N 6, WCRP-15/2013 (2013)

3. S. A. Montzka, G. S. Dutton, P. Yu, E. Ray, R. W. Portmann, J. S. Daniel, L. Kuijpers, B. D. Hall, D. Mondeel, C. Siso, J. D. Nance, M. Rigby, A. J. Manning, L. Hu, F. Moore, B. R. Miller, J. W. Elkins. Nature, 557 (2018) 413—417

4. B. Dunse, L. Steele, S. Wilson, P. Fraser, P. Krummel. Atm. Environ., 39 (2005) 6334—6344

5. S. A. Montzka, R. C. Myers, J. H. Butler, J. W. Elkins, S. O. Cummings. Geophys. Research Lett., 20, N 8 (1993) 703—706; doi:10.1029/93GL00753, data are regularly updated at ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/hats/hcfcs/hcfc22/flasks/

6. F. Khosrawi, R. Müller, H. Irie, A. Engel, G. Toon, B. Sen, S. Aoki, T. Nakazawa, W. Traub, K. J. Jucks. J. Geophys. Res. Atm., 109 (2004) D06311

7. L. 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—3688

8. E. 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. DeMazière, 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—6221

9. E. Eckert, A. Laeng, S. Lossow, S. Kellmann, G. Stiller, T. von Clarmann, N. Glatthor, M. Höpfner, M. Kiefer, H. Oelhaf, J. Orphal, B. Funke, U. Grabowski, F. Haenel, A. Linden, G. Wetzel, W. Woiwode, P. F. Bernath, C. Boone, G. S. Dutton, J. W. Elkins, A. Engel, J. C. Gille, F. Kolonjari, T. Sugita, G. C. Toon, K. A. Walker. Atm. Measur. Tech., 9 (2016) 3355—3389

10. S. Kellmann, T. von Clarmann, G. P. Stiller, E. Eckert, N. Glatthor, M. Höpfner, M. Kiefer, J. Orphal, B. Funke, U. Grabowski, A. Linden, G. S. Dutton, J. W. Elkins. Atm. Chem. Phys., N 12 (2012) 11857—11875

11. J. Notholt. Geophys. Res. Lett., 21 (1994) 2385—2388

12. R. 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—303

13. E. 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 (2010) EGU2010-2420-3; https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2010/EGU2010-2420-3.pdf

14. M. Zhou, C. Vigouroux, B. Langerock, P. Wang, G. Dutton, C. Hermans, N. Kumps, J.-M. Metzger, G. Toon, M. De Mazière. Atm. Measur. Techn., 9 (2016) 5621—5636

15. Yu. Timofeyev, Ya. Virolainen, M. Makarova, A. Poberovsky, A. Polyakov, D. Ionov, S. Osipov, H. Imhasin. J. Mol. Spectr., 323 (2016) 2—14

16. А. В. Поляков, Ю. М. Тимофеев, Я. А. Виролайнен, М. В. Макарова, А. В. Поберовский, Х. Имхасин. Изв. РАН. ФАО, 54 № 5 (2018) 487—494

17. А. В. Поляков, Я. А. Виролайнен, М. В. Макарова. Журн. прикл. спектр., 85, № 6 (2018) 962—970 [A. V. Polyakov, Y. A. Virolainen, M. V. Makarova. J. Appl. Spectr., 85 (2018) 1085—1093]

18. F. Hase, J. W. Hannigan, M. T. Coffey, A. Goldman, M. Hopfner, N. B. Jones, C. P. Rinsland, S. W. Wood. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 87 (2004) 25—52

19. А. В. Поляков, Я. А. Виролайнен, М. В. Макарова. Журн. прикл. спектр., 86, № 3 (2019) 417—424 [A. V. Polyakov, Y. A. Virolainen, M. V. Makarova. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 449—456]

20. E. J. Mlawer, V. H. Payne, J.-L. Moncet, J. S. Delamere, M. J. Alvarado, D. D. Tobin. Phil. Trans. Roy. Soc. A, 370 (2012) 1—37; doi: 10.1098:rsta.2011.0295

21. MT_CKD, continuum software package: http://rtweb.aer.com/continuum_code.html

22. Y. 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. Measur. Techn., N 10 (2017) 4521—4536

23. D. M. Hudgins, S. A. Sandford, L. J. Allamandola, A. G. G. M. Tielens. Astrophys. J. Suppl. Ser., 86 (1993) 713—870

24. D. K. Lynch. Space Science Applications Laboratory Operations. Aerospace Report No. TR-2006(8570)-1 (2006)