ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТА ХЛОРА В АТМОСФЕРЕ ПО НАЗЕМНЫМ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЯМ

Рассмотрены методические аспекты определения общего содержания нитрата хлора (ClONO₂) из наземных измерений спектров солнечного излучения с помощью Фурье-спектрометра Bruker 125HR на станции международной измерительной сети NDACC St. Petersburg (59.88° с.ш., 29.82° в.д., 20 м над уровнем моря). Разработанная методика применена к спектрам, измеренным в период с 2009 по 2019 гг., результаты сопоставлены с расчетами химико-климатической модели ЕМАС. Получено хорошее качественное и количественное согласие экспериментальных данных с результатами численного моделирования. За период 2009—2017 гг. среднее рассогласование между модельным и экспериментальным ансамблями составило 3%, среднеквадратическое 43 %, коэффициент корреляции 0.79±0.02, что свидетельствует об адекватном описании моделью изменчивости общего содержания ClONO₂. Оценка линейного тренда общего содержания ClONO₂ показала достоверное уменьшение общего содержания нитрата хлора в атмосфере над Санкт-Петербургом как по данным наземных измерений (–2.3±1.9 % в год), так и по результатам моделирования (–1.2±0.4 % в год).

1. S. Solomon. Rev. Geophys., 37, N 3 (1999) 275—316

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

3. J. C. Farman, B. G. Gardiner, J. D. Shanklin. Nature, 315 (1985) 207—210

4. R. Nassar, P. F. Bernath, C. D. Boone, C. Clerbaux, P. F. Coheur, G. Dufour, L. Froidevaux, E. Mahieu, J. C. McConnell, S. D. McLeod, D. P. Murtagh, C. P. Rinsland, K. Semeniuk, R. Skelton, K. A. Walker, R. Zander. J. Geophys. Res., 111, D22312 (2006); doi: 10.1029/2006JD007073

5. D. G. Murcray, A. Goldman, F. H. Murcray, F. J. Murcray, W. J. Williams. Geophys. Res. Lett., 6, N 11 (1979) 857—859

6. R. Zander, C. P. Rinsland, C. B. Farmer, L. R. Brown, R. H. Norton. Geophys. Res. Lett., 13, N 8 (1986) 757—760

7. C. P. Rinsland, M. R. Gunson, R. J. Salawitch, H. A. Michelsen, R. Zander, M. J. Newchurch, M. M. Abbas, M. C. Abrams, G. L. Manney, A. Y. Chang, F. W. Irion, A. Goldman, E. Mahieu. Geophys. Res. Lett., 23, N 17 (1996) 2365—2368

8. H. Nakajima, T. Sugita, H. Irie, N. Saitoh, H. Kanzawa, H. Oelhaf, G. Wetzel, G. C. Toon, B. Sen, J.-F. Blavier, W. A. Traub, K. Jucks, D. G. Johnson, T. Yokota, Y. Sasano. J. Geophys. Res., 111, D11S01 (2006); doi: 10.1029/2005JD006441

9. M. Höpfner, T. von Clarmann, H. Fischer, B. Funke, N. Glatthor, U. Grabowski, S. Kellmann, M. Kiefer, A. Linden, M. Milz, T. Steck, G. P. Stiller, P. Bernath, C. E. Blom, Th. Blumenstock, C. Boone, K. Chance, M. T. Coffey, F. Friedl-Vallon, D. Griffith, J. W. Hannigan, F. Hase, N. Jones, K. W. Jucks, C. Keim, A. Kleinert, W. Kouker, G. Y. Liu, E. Mahieu, J. Mellqvist, S. Mikuteit, J. Notholt, H. Oelhaf, C. Piesch, T. Reddmann, R. Ruhnke, M. Schneider, A. Strandberg, G. Toon, K. A. Walker, T. Warneke, G. Wetzel, S. Wood, R. Zander. Atm. Chem. Phys., 7, N 1 (2007) 257—281

10. E. Mahieu, R. Zander, P. Duchatelet, J. W. Hannigan, M. T. Coffey, S. Mikuteit, F. Hase, T. Blumenstock, A. Wiacek, K. Strong, J. R. Taylor, R. L. Mittermeier, H. Fast, C. D. Boone, S. D. McLeod, K. A. Walker, P. F. Bernath, C. P. Rinsland. Geophys. Res. Lett., 32, N 15 (2005) L15S08; doi: 10.1029/2005GL022396

11. Наблюдательная сеть IRWG/NDACC: https://www2.acom.ucar.edu/irwg

12. Я. А. Виролайнен, Ю. М. Тимофеев, А. В. Поберовский, О. Кирнер, М. Хепфнер. Изв. РАН ФАО, 51, № 1 (2015) 60—68 [Ya. A. Virolainen, Yu. M. Timofeyev, A. V. Poberovskii, O. Kirner, M. Hoepfner. Izv. Atm. Ocean. Phys., 51, N 1 (2015) 49—56]

13. R. Kohlhepp, R. Ruhnke, M. P. Chipperfield, M. De Mazière, J. Notholt, S. Barthlott, R. L. Batchelor, R. D. Blatherwick, Th. Blumenstock, M. T. Coffey, P. Demoulin, H. Fast, W. Feng, A. Goldman, D. W. T. Griffith, K. Hamann, J. W. Hannigan, F. Hase, N. B. Jones, A. Kagawa, I. Kaiser, Y. Kasai, O. Kirner, W. Kouker, R. Lindenmaier, E. Mahieu, R. L. Mittermeier, B. Monge-Sanz, I. Morino, I. Murata, H. Nakajima, M. Palm, C. Paton-Walsh, U. Raffalski, Th. Reddmann, M. Rettinger, C. P. Rinsland, E. Rozanov, M. Schneider, C. Senten, C. Servais, B.-M. Sinnhuber, D. Smale, K. Strong, R. Sussmann, J. R. Taylor, G. Vanhaelewyn, T. Warneke, C. Whaley, M. Wiehle, S. W. Wood. Atm. Chem. Phys., 12, N 7 (2012) 3527—3556

14. М. В. Макарова, А. В. Поберовский, Ф. Хазе, Ю. М. Тимофеев, Х. Х. Имхасин. Журн. прикл. спектр., 83, № 3 (2016) 437—444 [M. V. Makarova, A. V. Poberovskii, F. Hase, Yu. Timofeyev, Kh. Kh. Imhasin. J. Appl. Spectr., 83, N 3 (2016) 429—436]

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

16. База данных наблюдательной сети IRWG/NDACC: ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/ndacc/station/st.petersburg/hdf/ftir/

17. F. Hase, J. W. Hannigan, M. T. Coffey, A. Goldman, M. Höpfner, N. B. Jones, C. P. Rinsland, S. W. Wood. J. Quantum. Spectr. Radiat. Transfer., 87 (2004) 25—52

18. База данных NCEP CPC: https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/met/

19. M. Park, W. J. Randel, D. E. Kinnison, L. K. Emmons, P. F. Bernath, K. A. Walker, C. D. Boone, M. J. Livesey. Geophys. Res.: Atmospheres, 118, N 4 (2013) 1964—1980

20. Я. А. Виролайнен. Журн. прикл. спектр., 85, № 3 (2018) 453—460 [Ya. A. Virolainen. J. Appl. Spectr., 85, N 3 (2018) 462—469]

21. 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. Meas. Tech., 10, N 11 (2017) 4521—4536

22. Я. А. Виролайнен, Ю. М. Тимофеев, А. В. Поберовский, М. Еременко, Г. Дюфор. Изв. РАН ФАО, 51, № 2 (2015) 191—200 [Ya. A. Virolainen, Yu. M. Timofeyev, A. V. Poberovskii, M. Eremenko, G. Dufour. Izv. Atm. Ocean. Phys., 51, N 2 (2015) 167—176]

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

24. А. Н. Тихонов. ДАН СССР, 151, № 3 (1963) 501—504

25. L. S. Rothman, I. E. Gordon, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, J.-P. Champion, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, S. Fally, J.-M. Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, D. Jacquemart, I. Kleiner, N. Lacome, W. J. Lafferty, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, S. N. Mikhailenko, C. E. Miller, N. Moazzen-Ahmadi, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. I. Perevalov, A. Perrin, A. Predoi-Cross, C. P. Rinsland, M. Rotger, M. Šimečková, M. A. H. Smith, K. Sung, S. A. Tashkun, J. Tennyson, R. A. Toth, A. C. Vandaele, J. Vander Auwera. J. Quantum. Spectr. Radiat. Transfer, 110, N 9-10 (2009) 25—52

26. R. Kohlhepp, S. Barthlott, T. Blumenstock, F. Hase, I. Kaiser, U. Raffalski, R. Ruhnke. Atm. Chem. Phys., 11, N 10 (2011) 4669—4677

27. J. W. Hannigan, M. T. Coffey, A. Goldman. J. Atm. Ocean. Technol., 26 (2009) 1814—1828

28. P. Jöckel, H. Tost, A. Pozzer, C. Brühl, J. Buchholz, L. Ganzeveld, P. Hoor, A. Kerkweg, M. G. Lawrence, R. Sander, B. Steil, G. Stiller, M. Tanarhte, D. Taraborrelli, J. van Aardenne, J. Lelieveld. Atm. Chem. Phys., 6, N 12 (2006) 5067—5104

29. Я. А. Виролайнен, Ю. М. Тимофеев, А. В. Поляков, Д. В. Ионов, О. Кирнер, А. В. Поберовский, Х. Имхасин. Изв. РАН ФАО, 52, № 1 (2016) 64—73 [Ya. A. Virolainen, Yu. M. Timofeyev, A. V. Polyakov, D. V. Ionov, O. Kirner, A. V. Poberovskii, Kh. Imkhasin. Izv. Atm. Ocean. Phys., 52, N 1 (2016) 57—65]

30. T. von Clarmann, S. Johansson. Atm. Chem. Phys., 18 (2018) 15363—15386; https://doi.org/10.5194/acp-18-15363-2018