Український антарктичний журнал

№ 16 (2017): Український антарктичний журнал
Articles

Пошук тижневої циклічності в параметрах аерозолю в атмосфері Антарктики у порівнянні з промисловими регіонами Землі

PDF
  • А. В. Соіна,
  • Г. П. Міліневський,
  • Ю. М. Ямпольський
А. В. Соіна
Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Мистецтв, 4, м. Харків, 61002
Г. П. Міліневський
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, 01601, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, вул. акад. Заболотного, 27, м. Київ, 03143
Ю. М. Ямпольський
Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Мистецтв, 4, м. Харків, 61002
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.67
Опубліковано December 29, 2017
Ключові слова
  • weekend-ефект,
  • аерозолі,
  • АОТ,
  • кількість осадженої водяної пари,
  • параметр Ангстрема,
  • антропогенний вплив,
  • кореляція,
  • Антарктика
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Соіна, А. В., Міліневський, Г. П., & Ямпольський, Ю. М. (2017). Пошук тижневої циклічності в параметрах аерозолю в атмосфері Антарктики у порівнянні з промисловими регіонами Землі. Український антарктичний журнал, (16), 92-103. https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.67
Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Метою роботи є: (1) порівняння тижневих варіацій аерозольних параметрів промислово розвинутих регіонів Землі з семиденною періодичністю цих характеристик в атмосфері Антарктики, як району з мінімальним техногенним навантаженням; (2) перевірка гіпотези виникнення семиденних варіацій вмісту аерозолю в атмосфері (weekend-ефекту) як результату антропогенної діяльності, що була запропонована авторами раніше за результатами досліджень глобальної грозової активності. Для пошуку семиденних варіацій використовувались дані всесвітньої мережі моніторингу аерозолю AERONET. Було оброблено п’ятирічні масиви даних аерозольної оптичної товщини (АОТ) за період 2009–2013 рр., що вимірювалась у двох спектральних каналах 440 та 870 нм, параметра Ангстрема, розрахованого за вимірюваннями на цих двох довжинах хвиль, та дані вмісту осадженої водяної пари за розрахунками у спектральних каналах 936 та 870 нм. В дослідженні були використані дані антарктичних станцій AERONET, у якості «еталонної» території з мінімальним техногенним навантаженням на оточуюче середовище. Обробка даних виконувалась методом накладання епох. В результаті статистичного аналізу поведінки аерозольних параметрів в атмосфері над найбільш промислово розвинутими регіонами Європи, Північної Америки та Азії переконливо знайдено семиденні періодичності, що підтверджує зростаючий техногенний вплив земної цивілізації на довкілля. До головних висновків роботи слід віднести: (1) явище weekend-ефекту, раніше виявлене у концентрації атмосферного аерозолю для окремих міст, спостерігається також при усередненні даних різних пунктів моніторингу кожного з регіонів, які вивчаються (Північна Америка, Європа, Азія); (2) семиденна циклічність у різних частинах світу схожа за особливостями тижневого ходу, практично для всіх аерозольних параметрів спостерігається максимальне значення у другу половину робочого тижня та мінімум на вихідні дні; (3) у районі Антарктики, як регіону з мінімальним техногенним навантаженням, weekend-ефекту у параметрах, що досліджувалися, знайдено не було, що свідчить про виключно антропогенну природу тижневих варіацій у параметрах атмосферних аерозолів.

PDF

Посилання

  1. Koloskov, A. V., Yampolski, Yu. M. 2009. Nablyudeniya izlucheniya energosistem Severoamerikanskogo kontinenta v Antarktike [Observations of radiation from North American in Antarctica]. Radiofizika i radioastronomiya [Radio Physics and Radio Astronomy], 14 (4), 367-376. [In Russian] .
  2. Paznukhov, A. V., Yampolsky, Yu. M., Zanimonsky, Ye. M., Soina, A. V. 2012. Poisk weekend-effekta v variatsii intensivnosti prirodnyih SNCh shumov [Search of weekend effect in natural SNCh noises intensity variation]. Radiofizika i radioastronomiya [Radio Physics and Radio Astronomy], 17(1), 67-73. [In Russian].
  3. Soina, A.V., Milinevsky, G.P., Yampolsky, Yu.M. 2015. Semidnevnyie variatsii v atmosfernyih aerozolyah [Seven-day variations in atmospheric aerosol], Radiofizika i radioastronomiya [Radio Physics and Radio Astronomy], 20(2), 109-121. [In Russian]. https://doi.org/10.15407/rpra20.02.109.
  4. Baumer D., Rinke R., Vogel B. Weekly periodicities of Aerosol Optical Thickness over Central Europe - evidence of an anthropogenic direct aerosol effect. Atmos. Chem. Phys. 2008, 83-90. https://doi.org/10.5194/acp-8-83-2008.
  5. Chen, S., Huang, J., Jiang, N., Zang, Z., Guan, X., Ma, X., Jia, Z., Zhang, X., Zhang, Y., Huang, K., Xu, X., Zhang, G., Li, J., Yang, R., Liao, S. 2017. Estimations of anthropogenic dust emissions at global scale from 2007 to 2010. Atmos. Chem. Phys. Discuss., https://doi.org/10.5194/acp-2017-890.
  6. Dubovik, O. and King, M. D. 2000. A flexible inversion algorithm for retrieval of aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements. J. Geophys. Res. 105, 20673-20696. https://doi.org/10.1029/2000JD900282.
  7. Dubovik, O., Lapyonok, T., Kaufman, Y. J., Chin, M., Ginoux, P., Kahn, R. A., Sinyuk, A. 2008. Retrieving Global Aerosol Sources from Satellites Using Inverse Modeling. Atm. Chem. Phys. 8, 209-250. https://doi.org/10.5194/acp-8-209-2008.
  8. Earl, N., Simmonds, I., Tapper, N. J. 2016. Weekly cycles in peak time temperatures and urban heat island intensity. Environmental Research Letters, 11(7). https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/7/074003.
  9. Giles, D. M., Holben, B. N., Eck,T. F., Sinyuk,A., Smirnov, A., Slutsker, I., Dickerson, R. R., Thompson, A. M., Schafer, J. S. 2012. An analysis of AERONET aerosol absorption properties and classifications representative of aerosolsource regions. J. Geophys. Res., 117, D17203. https://doi.org/10.1029/2012JD018127.
  10. Holben, B. N., Eck, T. F., Slutsker, I., Tanré, D., Buis, J. P., Setzer, A., Vermote, E., Reagan, J.A., Kaufman, Y. J., Nakajima, T., Lavenu, F., Jankowiak, I., Smirnov, A. 1998. AERONET - a federated instrument network and data archive for aerosol characterization. Remote Sens. Environ., 66, 1-16. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(98)00031-5.
  11. Huttunen, J., Arola, A., Myhre, G., Lindfors, A. V., Mielonen, T., Mikkonen, S., Schafer, J. S., Tripathi, S. N., Wild, M., Komppula, M., Lehtinen, K. E. J. 2014. Effect of water vapor on the determination of aerosol direct radiative effect based on the AERONET fluxes. Atmos. Chem. Phys., 14, 6103-6110. https://doi.org/10.5194/acp-14-6103-2014.
  12. Kourtidis, K., Stathopoulos, S., Georgoulias, A. K., Alexandri, G., Rapsomanikis, S. 2015. A study of the impact of synoptic weather conditions and water vapor on aerosol-cloud relationships over major urban clusters of China. Atmos.Chem. Phys., 15, 10955-10964. https://doi.org/10.5194/acp-15-10955-2015, 2015.
  13. Laux, P., Kunstmann, H. 2008. Detection of regional weekly weather cycles across Europe. Environ. Res. Lett., 3, 044005. 7. https://doi.org/10.1088/1748-9326/3/4/044005.
  14. Milinevsky, G., Danylevsky, V., Bovchaliuk, V., Bovchaliuk, A., Goloub, Ph., Dubovik, O., Kabashnikov, V., Chaikovsky, A., Miatselskaya, N., Mishchenko, M., Sosonkin, M. 2014. Aerosol seasonal variations over urban-industrial regions in Ukraine according to AERONET and POLDER measurements. Atmos. Meas. Tech., 7, 1459-1474. https://doi.org/10.5194/amt-7-1459-2014.
  15. Ridley, D. A., Solomon, S., Barnes, J. E., Burlakov, V. D., Deshler, T., Dolgii, S. I., Herber, A. B., Nagai, T., Neely, III R.R., Nevzorov, A. V., Ritter, C., Sakai, T., Santer, B. D., Sato, M., Schmidt, A., Uchino, O., Vernier, J. P. 2014. Total volcanic stratospheric aerosol optical depths and implications for global climate change. Geophys. Res. Lett., 41, 7763-7769. https://doi.org/10.1002/2014GL061541.
  16. Seinfeld, J.H., Pandis, S.N. 2016. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. Third edition. Hoboken, New Jersey, US: Wiley, 1121. ISBN 9781119221173.
  17. Stallins, J.A., Carpenter, J., Bentley, M.L., Ashley, W.S., Mulholland, J.A. 2013. Weekend-weekday aerosols and geographic variability in cloud-to-ground lightning for the urban region of Atlanta, Georgia, USA. Regional Environmental Change, 13(1), 137-151. https://doi.org/10.1007/s10113-012-0327-0.
  18. You, Q., Kang, S., Flugel, W.A., Sanchez-Lorenzo, A., Yan, Y., Xu,Y., Huang, J. 2009. Does a weekend effect in diurnal temperature range exist in the eastern and central Tibetan Plateau. Enviromental Research Lettets, 4, 045202, 7. https://doi.org/10.1088/1748-9326/4/4/045202.
  19. Zuev, V. V., Burlakov, V. D., Nevzorov, A. V., Pravdin, V. L., Savelieva, E. S., Gerasimov, V. V. 2017. 30-year lidar observations of the stratospheric aerosol layer state over Tomsk (Western Siberia, Russia). Atmos. Chem. Phys., 17, 3067-3081. https://doi.org/10.5194/acp-17-3067-2017.