Исследование стратосферного озона наземными средствами микроволновой спектроскопии

• Автор: Рыскин, Виталий Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 94 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКА
ИЗМЕРЕНИЙ ЛИНИЙ ВРАЩАТЕЛЬНОГО СПЕКТРА МАЛЫХ ГАЗОВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ
1.1. Основные принципы построения спектрорадиометров миллиметрового диапазона длин волн для исследования атмосферных примесных газов
1.2. Описание спектрорадиометров миллиметрового диапазона
длин волн
1.2.1. Анализатор спектра двухмиллиметрового диапазона
длин волн
1.2.2. Спектрометры диапазона частот 80...110 ГГц и
110...150 ГГц
1.3. Методика спектральных наблюдений атмосферных газовых составляющих
1.3.1. Измерение оптической толщины по методу Бугера
1.3.2. Методика измерения оптической толщины по собственному излучению атмосферы (метод атмосферных “разрезов”)
1.3.3. Измерение эффективной температуры небосвода методом абсолютной калибровки
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО
СОСТАВА ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Критерии в оценке интегрального содержания озона
в стратосфере Земли
2.2. Восстановление высотного профиля концентрации озона
по результатам спектральных наблюдений
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ ОЗОНА
В СТРАТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
3.1. Обнаружение вариаций содержания озона в стратосфере
3.2. Сопоставление микроволновых результатов с данными других методов, полученных во время комплексного эксперимента
по изучению озонового слоя в полярных широтах (о. Хейса)
3.3. Исследование связи концентрации озона и температуры
в стратосфере Арктики
3.4. Некоторые результаты изучения пространственных вариаций озона по данным синхронных измерений в разнесенных пунктах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы исследование газового состава земной атмосферы приобретает комплексный характер. В частности, эксперименты по контролю состояния озонового слоя ведутся с одновременным использованием наземных, баллонных, ракетных, самолетных и спутниковых средств наблюдения. Такой подход в значительной степени был вызван обнаружением катастрофического весеннего уменьшения содержания озона в нижней стратосфере Антарктики. В этих условиях задача разработки методов и средств микроволнового контроля газового состава атмосферы приобретает актуальный характер благодаря следующим обстоятельствам.
Прежде всего, данный контроль является дистанционным и поэтому может осуществляться с земной поверхности. Далее, в случае использования микроволнового пассивного зондирования, основанного на наблюдении резонансных линий молекул, имеющих чисто вращательные спектры, решением обратной задачи можно получать высотные профили атмосферных составляющих в интервале высот от 20 до 70 км. Учитывая, что примерный потолок полета баллонных зондов составляет 30...35 км, очевидно, что микроволновые средства способны давать дополнительную информацию о структуре верхней стратосферы и мезосферы. Применяемые в этой области атмосферы ракетные оптические и хемилюминесцентные датчики затруднительно использовать для организации непрерывного мониторинга в связи с редкими пусками носителей. Сравнивая с оптическими методами, следует подчеркнуть, что важной особенностью микроволнового метода является возможность непрерывного мониторинга озонового слоя круглосуточно независимо от освещения атмосферы Солнцем. Кроме того, измерения, проводимые в миллиметровом диапазоне, практически нечувствительны к наличию в атмосфере аэрозолей и могут с успехом выполняться в условиях умеренной облачности. И, наконец, высокая чувствительность этого метода делает его оперативным, т.е. позволяет измерять содержание, например, озона в стратосфере с временным разрешением 30 минут.
О 2Е+12 4Е+12 6Е+12

Концентрация озона, см
Рис.2.1. Результаты численного моделирования восстановления высотного профиля озона детерминированным методом [32].