3. Валидация спутниковых измерений параметров атмосферы

Основная информация о характеристиках газового состава атмосферы поступает в настоящее время от различных систем наблюдений – наземной, самолетной, аэростатной и спутниковой. Безусловно, спутниковая система мониторинга характеристик атмосферы является важнейшей составляющей глобальной системы наблюдений. Практическое использование данных спутниковых измерений стало возможным только после тщательного анализа их соответствия предъявляемым требованиям точности на основе интенсивных согласованных исследований по валидации спутниковых данных. Сопоставление спутниковых данных с результатами близких к ним во времени и пространстве наземных, самолетных и зондовых наблюдений представляет огромную важность для оценки реальной точности спутниковых измерений.

В лаборатории дистанционного зондирования кафедры физики атмосферы проводятся интенсивные сравнения наземных и спутниковых данных о параметрах атмосферы для валидации спутниковых измерений. В таблице на рис. 3.1 представлены спутниковые приборы и параметры, которые проходили валидацию в СПбГУ.

В качестве примеров валидации спутниковых данных на рис. 3.2 приведены результаты сравнения среднесуточных содержаний HCl по данным спутниковых (MLS) и наземных измерений в Петергофе, а на рис. 3.3 – данных спутниковых (OMI) и наземных (двумя инструментами) измерений стратосферного содержания NO2. Рис. 3.4 демонстрирует сравнение сезонных зависимостей общего общего содержания NO2, восстановленного по данным различных спутниковых и наземных измерений.

Общее содержание озона (ОСО) регулярно измеряется на станциях озонной сети, инструментальная основа которой 3 прибора – спектрофотометры Брюера, Добсона и озонометр М-124. Двумя последними приборами оснащена станция Воейково (ГГО им. А.И. Воейкова). Поэтому сравнение измерений общего содержания озона Фурье-спектрометром Брукер, проводимых на станции Петергоф, с независимыми наземными данными и результатами спутниковых измерений представляет несомненный интерес. На рис. 3.5 приведены вариации содержания озона в течение января 2012 года по данным наземных (Брукер и М-124) и спутниковых измерений (OMI и SCIAMACHY).

В валидациях спутниковых измерений содержаний атмосферных газов принимают участие проф. Поляков А.В., к.ф.-м.н. Поберовский, к.ф.-м.н. Виролайнен Я.А., к.ф.-м.н. Ионов Д.В., к.ф.-м.н. Макарова М.В.

Основные публикации

1. Ионов Д.В., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В., 2015: Спектроскопические измерения содержания O3 и NO2 в атмосфере: коррекция наземного метода и результаты сопоставления с данными спутниковых измерений. Оптика атмосферы и океана, 28, 8, 704–710.
2. Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В., Виролайнен Я.А., 2015: Учет высоких приземных концентраций атмосферных паров соляной кислоты при наземных спектроскопических измерениях. Оптика атмосферы и океана, 28, 02, 153–158.
3. Gavrilov N.M., M.V. Makarova, A.V. Poberovskii, and Yu.M. Timofeyev, 2014: Comparisons of CH4 ground-based FTIR measurements near Saint-Petersburg with GOSAT observations. Atmos. Meas. Techn., 7, 1003–1010, doi: 10.5194/amt-7-1003-2014.
4. Gavrilov Nikolai M., Maria V. Makarova, Yury M. Timofeev, and Anatoly V. Poberovsky, 2014: Comparisons of satellite (GOSAT) and ground-based spectroscopic measurements of CH4 content near Saint Petersburg: influence of data collocation. Int. Journ. Rem. Sensing, 35, 15, 5628–5636.
5. Virolainen Yana, Yury Timofeyev, Alexander Polyakov, Dmitry Ionov, and Anatoly Poberovsky, 2014: Intercomparison of satellite and ground-based measurements of ozone, NO2, HF, and HCl near Saint Petersburg, Russia. Int. Journ. Rem. Sensing, 35, 15, 5677–5697.
6. Gavrilov N.M. and Yu.M. Timofeev, 2014: Comparisons of Satellite (GOSAT) and Ground-Based Spectroscopic Measurements of CO2 Content near St. Petersburg. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 50, 9, 910–915.
7. Gavrilov N.M., M.V. Makarova, A.V. Poberovskii, and Yu.M. Timofeyev, 2013: Comparisons of CH4 satellite GOSAT and ground-based FTIR measurements near Saint-Petersburg (59.9°N, 29.8°E). Atm. Measurement Techniques, 6, 7041–7062.
8. Макарова М.В., Н.М. Гаврилов, Ю.М. Тимофеев, А.В. Поберовский, 2013: Сравнения спутниковых (GOSAT) и наземных фурье-спектрометрических измерений содержания метана вблизи Санкт-Петербурга. Иссл. Земли из космоса, 6, 50–56.
9. Поляков А.В., Ю. М. Тимофеев, K. A. Walker, 2012: Сравнения спутниковых и наземных измерений содержания фтористого водорода в атмосфере. Исс. Земли из космоса, 4, 57–61.
10. Virolainen Ya.A., Yu.M. Timofeev, A.V. Poberovskii, 2013: Intercomparison of Satellite and Ground-Based Ozone Total Column Measurements. Izv., Atm. Oceanic Physics, 49, 9, 993–1001.
11. Виролайнен Я.А., Ю.М. Тимофеев, Д.В. Ионов, А.В. Поберовский, А.М. Шаламянский, 2011: Наземные измерения общего содержания озона ИК-методом. Изв. РАН, ФАО, 47, 4, 521–532.