Моделирование пропускания оптического излучения атмосферными газами в задачах радиационного переноса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Ченцов, Алексей Владимирович

• Ченцов, Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Ченцов, Алексей Владимирович

Содержание

Введение

Глава 1. Методы вычисления атмосферного пропускания

1.1. Полинейный метод расчета атмосферного пропускания line-by-line

1.2. Метод «^-распределения»

Глава 2. Применение метода «^-распределения» для моделирования радиационных потоков

2.1. Солнечный диапазон

2.2. Тепловой диапазон

Глава 3. Влияние неопределенности спектроскопической информации на точность моделирования атмосферных радиационных характеристик

3.1. Спектроскопическая информация по II2O

3.1.1. Банки данных по линиям поглощения НгО

3.1.2. Континуальное поглощение НгО

3.2. Спектроскопическая информация по СО2

3.2.1. Банки данных по линиям поглощения СО2

3.2.2. Учет интерференции линий поглощения СОг

3.3. Спектроскопическая информация по СН4

Приложение. Вычисление атмосферного пропускания в УФ области спектра

Заключение

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование пропускания оптического излучения атмосферными газами в задачах радиационного переноса»

Введение

Актуальность работы

Поглощенное земной поверхностью солнечное излучение вторично излучается в атмосферу в виде тепловой радиации. Парниковые газы, содержащиеся в атмосфере, препятствуют уходу этой тепловой радиации обратно в космос, поглощая и переизлучая часть тепловой энергии в нижние слои атмосферы. Основными парниковыми газами являются водяной пар (Н2О), углекислый газ (СО2), метан (СН4), закись азота (N20) и другие. Так как в последнее время наблюдается рост содержания парниковых газов в атмосфере [1, 2], существует необходимость в осуществлении регулярных наблюдений как содержания парниковых газов, так и радиационных атмосферных характеристик (например, атмосферное пропускание, приходящее и уходящее излучение). Рост концентрации парниковых газов объясняется как ростом индустриальной деятельности (выброс в атмосферу), так и следствием естественных природных явлений (результаты жизнедеятельности растений и животных, вулканическая деятельность).

В ежегодном Бюллетене Всемирной Метеорологической Организации по парниковым газам [2] указывается, что за период с 1990 г. по 2012 г. наблюдалось увеличение на 32 % в радиационном форсинге парниковых газов, что влияет на потепление нашего климата. На двуокись углерода, выбросы которой связаны преимущественно с использованием ископаемых видов топлива, приходится 80 % этого увеличения. Прирост содержания СОг в атмосфере с 2011 г. по 2012 г. был выше, чем его средний темп роста за последние 10 лет [2].

Помимо парниковых газов, на радиационный бюджет планеты оказывают влияние такие газы, как озон (Оз), диоксид азота (N02), диоксид серы (802), которые являются наиболее оптически активными в земной атмосфере в ультрафиолетовом диапазоне спектра. Содержание этих газов в атмосфере также постоянно изменяется и требует регулярного мониторинга.

Для мониторинга общего содержания оптически активных газов в атмосфере применяются спектроскопические методы. Одним из эффективных методов является восстановление концентрации газов из измерений наземными и спутниковыми спектрометрами и радиометрами солнечного излучения, прошедшего через атмосферу [3,4]. Для данного метода необходимо, чтобы расчет переноса радиации через атмосферу выполнялся достаточно быстро и точно. Поэтому одной из важных задач является создание эффективных методов

вычисления функции атмосферного пропускания, входящей в уравнение переноса радиации

[5, б].

Молекулярные спектры поглощения атмосферных газов характеризуются высокой селективностью по сравнению со спектрами аэрозольного ослабления. Кроме того, число спектральных линий, которые необходимо учитывать, велико и постоянно увеличивается. Например, спектральная база данных (БД) ШТИЛИ в 2004 году содержала около 1,8 млн. линий поглощения атмосферных газов [7], в 2008 году число линий возросло до 2,7 млн. [8], версия ШТИЛИ 2012 года содержит 3,8 млн линий поглощения [9, 10]. Поэтому прямые методы расчета характеристик молекулярного поглощения [11, 12] хотя и дают точное решение, но оказываются трудоемкими даже для современных вычислительных средств,

Параметризация функции пропускания на основе модельных представлений спектра поглощения может приводить к большим погрешностям [13]. В настоящее время разработан эффективный метод параметризации характеристик молекулярного поглощения - метод «к-распределения» [5, 14-17], который позволяет представить функцию пропускания в виде ряда экспонент и обеспечивает точность расчета, сопоставимую с прямым методом счета, при ускорении расчетов на несколько порядков.

Другой проблемой при решении уравнения переноса радиации является неточность исходной спектроскопической информации по параметрам линий поглощения атмосферных газов [18], поэтому актуально проводить регулярный анализ исходной информации.

Так, например, в работе [19] показано, что общее содержание метана, определенное из измеренных атмосферных спектров в диапазоне 1,62-1,67 мкм может различаться на 7% и более при использовании различных банков данных по линиям поглощения метана.

Также, могут различаться данные по параметрам линий поглощения в различных версиях БД ШТИЛИ. Например, в работе [20] показано, что различие между данными в ШТИЛИ 2004 и 2008 могут приводить к погрешности в восстановленном общем содержании углекислого газа свыше 50 ррту (что составляет ~ 13 %).

В работе [21] докладывается, что различия между модельными функциями пропускания, полученными с использованием различных банков данных по параметрам линий водяного пара, могут достигать 15% при высоком спектральном разрешении. Также, в работе [21] имеется сравнение с экспериментальными атмосферными спектрами, измеренными на наземном Фурье-спектрометре с высоким спектральным разрешением - здесь различия также достигают 15 % и более.

Спектроскопические базы данных по исходным параметрам линий поглощения постоянно обновляются, причем, новая версия базы данных не всегда точнее предыдущей в некоторых спектральных интервалах. Поэтому актуальной является задача исследования влияния качества исходной спектроскопической информации на результаты моделирования атмосферных радиационных характеристик.

Помимо этого, для различных атмосферных газов возникают свои тонкости учета различных физических аспектов. При вычислении поглощения углекислым газом в атмосферных условиях наблюдается эффект интерференции близко расположенных линий, который также необходимо учитывать при решении определенных спектроскопических задач. Также, немаловажным является то, какая модель используется для учета континуального поглощения водяного пара [22, 23]. В УФ области спектра возникает задача температурной интерполяции сечений поглощения атмосферных газов. Все эти вопросы рассматриваются далее в данной работе.

Цель работы

Целью работы является повышение эффективности (скорости и точности) моделирования пропускания атмосферными газами в задачах радиационного переноса.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Анализ имеющейся современной спектроскопической информации по поглощению излучения атмосферными газами. Оценка влияния неточностей исходных спектроскопических данных разных авторов на вычисление атмосферного радиационного переноса.

Модернизация существующих алгоритмов вычисления молекулярного поглощения в атмосфере и создание банков эффективных коэффициентов поглощения, позволяющих ускорить атмосферные радиационные расчеты в задачах климатологии и определения общего содержания газов в атмосфере.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались численные методы, методы компьютерного моделирования и математической статистики. Для моделирования молекулярного поглощения использовался метод полинейного счета line-by-line и метод разложения функции пропускания в ряд экспонент - метод «¿-распределения».

Научная новизна

• Анализ современной исходной спектроскопической информации в задачах моделирования атмосферного пропускания.

• Модернизация метода «^-распределения», позволяющая быстро и с высокой точностью проводить расчеты радиационных потоков. Предложен подход для ускорения массовых радиационных расчетов, основанный на использовании заранее насчитанных эффективных коэффициентов поглощения для различного атмосферного влагосодержания.

• Показано, что в отсутствии информации о высотном распределении водяного пара в задачах моделирования потоков солнечного излучения, приходящих на земную поверхность, могут быть использованы усредненные сезонные региональные профили II2O, нормированные на заданное общее содержание Н20 в столбе атмосферы, без значимой потери точности моделирования (погрешность менее 0,5 %).

• Проведена оценка влияния новых экспериментальных данных по континууму водяного пара CAVIAR на вычисление радиационных потоков в условиях Западной Сибири, и сделано сравнение с наиболее часто используемой моделью континуума MT_CKD.

Основные защищаемые положения:

1. Различие в высотном распределении водяного пара при одинаковом общем содержании в столбе атмосферы, в пределах сезонных профилей, характерных для Западной Сибири, приводит к различию менее 0,5 % в интегральных потоках солнечного излучения на верхней и нижней границах атмосферы, в диапазоне 0,2-5 мкм.

2. Вклад от увеличения общего содержания углекислого газа (с 338 ррш в 1980 г. до 380 ррш в 2005 г.) в атмосфере при содержании водяного пара в столбе более 4 г/см2 становится менее 0,04 % для нисходящих потоков в инфракрасном диапазоне спектра на нижней границе атмосферы.

3. Модель континуального поглощения CAVIAR дает более высокую чувствительность расчетных потоков радиации к ОС водяного пара по сравнению с наиболее часто используемой моделью MT_CKD: различие между нисходящими прямыми потоками излучения, вычисленными с моделями CAVIAR и MT CKD2.4, составляет 2,9 Вт/м2 для метеоусловий лета г. Томска и 4,2 Вт/м2 для тропической атмосферы при зенитном угле Солнца 60°.

Научная и практическая значимость работы

Результаты работы могут быть применены в задачах газоанализа, радиационных задачах при моделировании климата, в задачах восстановления содержания газов в атмосфере.

Предложенный подход по ускорению вычисления атмосферного пропускания может быть применен в массовых радиационных расчетах.

Достоверность результатов

Результаты работы соответствуют современным научным представлениям о механизмах радиационного переноса в атмосфере Земли.

Также, достоверность результатов работы подтверждается хорошим согласием полученных результатов моделирования радиационных потоков и функции пропускания с результатами моделирования других авторов: проведено сравнение с эталонными прямыми расчетами радиационных длинноволновых потоков Фомина Б. А. [22,24] (различие нисходящих потоков не превышает 1 %, восходящих - 0,5 %). Кроме того, наблюдается хорошее согласие результатов моделирования с атмосферными спектрами солнечного излучения, измеренными с помощью Фурье-спектрометра с высоким спектральным разрешением на станции Коуровка под Екатеринбургом [25].

Личный вклад автора

Вклад автора заключается в участии в постановке задач, составлении прикладных программ, проведении модельных расчетов и анализе полученных результатов.

Апробация результатов исследовании

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международном симпозиуме «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (XVI Томск 2009, XVII Томск 2011, XIX Барнаул 2013), Всероссийской конференции молодых ученых «Материаловедение, технологии и экология в 3-м тысячелетии» (IV Томск 2009), Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (VI Томск 2009, VII Томск 2010, VIII Томск 2011), Всероссийском симпозиуме «Контроль окружающей среды и климата «КОСК-2010» (VII Томск 2010), International Laser Radar Conference (25 St.-Petersburg 2010), Всероссийской конференции с международным участием «Физика окружающей среды» (Томск 2011), Международной Школе молодых ученых «Физика окружающей среды» им. А.Г. Колесника (X Томск 2012), Международном симпозиуме «Оптика атмосферы и океана»,

Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики» (III Томск 2010), Рабочей группе «Аэрозоли Сибири» (XX Томск 2012, XXI Томск 2013).

Также, результаты работы были опубликованы в 5 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, и в 10 статьях в трудах конференций.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, трех глав, приложения и списка литературы из 138 наименований. Содержание работы изложено на 99 страницах, в работе 11 таблиц и 20 рисунков.

В первой главе проводится обзор методов вычисления функции пропускания. В настоящее время эталонным методом вычисления функции пропускания является метод прямого интегрирования line-by-line, который позволяет с высокой точностью проводить расчеты атмосферных радиационных характеристик, но является достаточно трудоемким и затратным по времени. Для ускорения расчетов используется параметризация функции пропускания методом «^-распределения», позволяющим представить функцию пропускания в виде короткого ряда экспонент.

Во второй главе приводятся результаты моделирования радиационных потоков методом «^-распределения» для расчета переноса излучения в солнечном диапазоне спектра. Проведено исследование влияния профилей концентрации водяного пара (при постоянном значении общего содержания) на потоки солнечной радиации в типичных условиях Западной Сибири. Предложен подход для увеличения эффективности моделирования потоков солнечной радиации путем создания банка данных кумулятивных коэффициентов поглощения для опорных значений влагосодержания. Также во второй главе содержится описание моделирования эффективных коэффициентов поглощения в тепловом диапазоне и приводится сравнение восходящих и нисходящих потоков излучения в атмосфере Земли, вычисленных с помощью метода «^-распределения» и эталонных расчетов line-by-line для различных геометеомоделей.

В третьей главе рассматривается влияние неопределенности исходной спектроскопической информации в современных банках данных на точность моделирования атмосферных радиационных характеристик по основным газовым составляющим атмосферы.

Было проведено сравнение функции пропускания, рассчитанной на основе различных банков данных по линиям поглощения НгО, СОг, СН4. Также рассмотрено влияние использования различных современных моделей континуума водяного пара на результаты

моделирования радиационных потоков. Показано влияние учета интерференции линий поглощения СОг на результаты расчетов пропускания в различных спектральных интервалах ближнего инфракрасного (ИК) диапазона, приведены участки спектра, для которых рекомендуется учитывать интерференцию линий поглощения СО2 для повышения точности моделирования атмосферного пропускания.

В приложении описан метод вычисления атмосферного пропускания в УФ области спектра, основанный на использовании экспериментальных сечений поглощения атмосферных газов. Для вычисления атмосферного пропускания на основе найденных оптимальных параметризаций температурной зависимости сечений поглощения была создана программа, позволяющая рассчитывать сечения поглощения основных газов для произвольных атмосферных температур на любой длине волны, входящей в УФ диапазон, а также графически представить результаты расчетов пропускания и сечений поглощения. При этом для проведения расчетов пользователю предоставлен большой выбор экспериментальных данных разных авторов, измеренных с различным спектральным разрешением при различном наборе температур.

Глава 1. Методы вычисления атмосферного пропускания

Для различных атмосферных задач, например, моделирование климата, определение общего содержания газов в атмосфере, необходимо решать уравнение переноса излучения, куда входит функция пропускания атмосферы. Молекулярное поглощение - наиболее селективная функция, входящая в уравнение переноса по сравнению, например, с аэрозольным поглощением или континуальным поглощением водяного пара. Существуют различные методы учета селективного поглощения в уравнении переноса, такие как прямой метод line-by-line, параметризация методом моделей полос, метод «¿-распределения».

Рассмотрим уравнение переноса оптического излучения в атмосфере, для которого в различных спектральных диапазонах существуют свои особенности.

В коротковолновой области спектра (< 3 мкм), как правило, пренебрегают собственным излучением атмосферы и Земли, и уравнение переноса солнечного излучения в атмосфере можно записать [13]:

Здесь 1{т,/л,ф) - интенсивность радиации на частоте V, распространяющаяся в плоскопараллельной атмосфере в направлении, характеризующимся косинусом зенитного угла /л и азимутальным углом ф, г - оптическая толща, Р - индикатриса рассеяния, со(т) - альбедо однократного рассеяния.

Когда рассматривается длинноволновое (тепловое) излучение, можно пренебречь

рассеянием, так как оно мало по сравнению с поглощением, и выражения для восходящих

Т 1

(Г (г)) и нисходящих (Г (г)) потоков теплового излучения на высоте г можно записать:

И ^^ = /<т, Р(т, * ф',-/л0, Фо-

(1.1)

(1.2)

(1.3)

О г

где Т/(г,г') - монохроматическая функция пропускания в слое г-г', Ву(г') монохроматическая функция источника излучения слоя атмосферы г'. Выражение для расчета пропускания имеет вид:

где g(y,v') - аппаратная функция, т-Мсоъв для зенитных углов Солнца 0 <80°, т(у) оптическая толща, равная

ф)= \к(у)р(к)с1к, (1.5)

где к - коэффициент поглощения, ар- концентрация поглощающего газа. Оптическая толща г (у):

N

= (1.6)

! = 1

И- количество учитываемых линий поглощения. Здесь ^¡(у) - оптическая толща,

определяемая вкладом I -ой линии в поглощение на частоте V :

на

(1.7)

о

На - верхняя граница атмосферы; В(к, (р) - функция трассы луча вдоль линии визирования, имеющая вид:

В{И,(р) = — ==, п 8}

ч](И + 11:)2 -ф)2 ■ п(0) ■ $т\(р)

где Яг - радиус Земли; п(Н) - показатель преломления.

Объемный коэффициент поглощения а1 (у, И) / -ой линии представим в форме:

а1(у,И) = к1(у,к)р(И) (1.9)

где к{(у,к) - коэффициент поглощения /'-ой линии, определенный на единицу концентрации газа; р( к) - концентрация поглощающего

поглощающего высоте h.

газа

на

При зенитных углах меньше 70° B(h, ср)

1

cos ср

и выражение для функции

пропускания имеет вид:

Гг(Л,<р) = ехр

(

1

|ai(X,h)dh

(1.10)

Vcos (р ; 0

Для расчета коэффициента поглощения используются различные методы. Самым точным является метод полинейного счета line-by-line, использование которого подразумевает большие временные затраты за счет большого количества учитываемых в расчете линий поглощения.

Для ускорения счета используются различные методы параметризации поглощения: модель изолированной линии [26], модель регулярной полосы [27], статистические модели [28]. Эти методы могут приводить к большим погрешностям при вычислении атмосферного пропускания, которые могут достигать 10-20% и более в отдельных участках спектра [13]. Основным методом быстрого учета поглощающих характеристик атмосферных газов, входящим в современные программы для вычисления атмосферного радиационного переноса, является метод «¿-распределения» [5, 14-17, 29].

1.1. Полинейный метод расчета атмосферного пропускания

line-by-line

Известно, что полинейный метод расчета атмосферного пропускания line-by-line является эталонным и используется как для верификации различных приближенных моделей пропускания, так и для непосредственного моделирования переноса излучения в молекулярных поглощающих средах, например, когда необходимы расчеты с высоким спектральным разрешением.

Метод прямого интегрирования line-by-line предполагает вычисление коэффициента поглощения на частоте v суммированием вкладов от всех рассматриваемых линий в спектральном диапазоне [12, 30-33].

ij К ■ • J

9

где центр и интенсивность /-ой линии j-го газа, p;(z)- концентрация у'-го газа,

f{vtJ,v,z) - функция, описывающая форму контура линии поглощения.

Для расчета объемного коэффициента поглощения a(v,z) используются следующие параметры, содержащиеся в базе данных HITRAN [9, 10]:

j - номер молекулы;

Nj - номер изотополога;

v • - частота перехода в размерности (см"1);

S - интенсивность линии [см4/(молек см"2)] при температуре Т0=296 К;

А у - вероятность перехода [Д ];

у0у - полуширина линии в случае уширения воздухом при 296 К, [см '/атм];

yslJ - полуширина линии в случае самоуширения при 296 К, [см"'/атм];

Еу - энергия нижнего состояния перехода [см"1];

m,j - коэффициент температурной зависимости полуширины;

Дv,j - сдвиг центра линии давлением воздуха [см^атм"1].

В базе данных HITRAN интенсивность спектральной линии Sv приведена в пересчете на одну молекулу при температуре 296 К. Для того, чтобы пересчитать на другие температуры, следует использовать выражение:

" ' (1„,(Т) ехр(-Е„/кТ„) 1-ехр(-/,г„,'Ч'Г)

где QvR.iT) — колебательно-вращательная сумма, которая зависит от температуры воздуха, И -постоянная Планка, к- постоянная Больцмана.

При вычислении колебательно-вращательной суммы для диапазона изменения температуры в атмосфере Земли, можно полагать, что колебательно—вращательным взаимодействием можно пренебречь, тогда

Ош(т)=дУ(тшт). (1.1.3)

Для вращательной статистической суммы можно применять следующую аппроксимацию

[34]:

ЯяЮ QrV)

т

о

т

(1.1.4)

а для колебательной статистической суммы [35]:

м

Qv (Т) = П В - ехР(- hcvv !W)t*r. (1.1.5)

v=\

В базе данных HITRAN имеются предварительно вычисленные статистические суммы (TIPS) для 51 газа, содержащихся в БД, для диапазона температур 70-3000 К [36].

В условиях земной атмосферы форма контура отдельной спектральной линии определяется процессами радиационного затухания, эффектом Доплера и эффектами столкновения молекул. Радиационное или естественное уширение спектральных линий связано с конечностью времени жизни состояний, между которыми могут происходить переходы.

Для различных атмосферных условий требуются различные формы контуров линий. В нижних слоях атмосферы преобладает процесс уширения давлением спектральных линий. Наиболее просто он представляется контуром Лоренца [13, 37]:

1_Уи_

Уц - лоренцевская полуширина /-ой линии.

На больших высотах с низким давлением необходимо учитывать уширение спектральных линий за счет эффекта Доплера [13, 37]:

AK~v0,) = - 2 11-(1.1.6)

/о О', =-/=ехР

где параметр доплеровской ширины

(у,-**)2

(1.1.7)

V«, 2ЯТ

(1.1.8)

с V /л

где /л - молекулярная масса газа.

Полуширина контура Доплера:

У о, 2,

(1.1.9)

Форма контура Фойгта является подходящей для большинства случаев расчета атмосферного пропускания, особенно в инфракрасном диапазоне [30, 38]. Она представляет собой свертку контуров линии Лоренца и Доплера:

При больших давлениях (в приземном слое атмосферы Земли) фойгтовский контур асимптотически переходит в лоренцевский, а при малых давлениях - в доплеровский.

Для учета конечной продолжительности столкновений между уширяющим газом и излучающей молекулой и для учета интерференции линий можно применять корректирующий фактор на который умножается [13]. Этот параметр подбирают

подгонкой вычисленного поглощения к измеренному, например, в области полосы СОг 4,3 мкм. Также, для учета эффекта интерференции линий СО2 возможно использовать модель N^0 [39], подразумевающую использование матрицы релаксации.

При получении формул для контуров Лоренца и Доплера предполагалось отсутствие каких-либо изменений скорости молекул при их столкновениях. Помимо контуров Лоренца и Доплера, существуют также другие контуры, предназначенные для учета различных физических эффектов, проявляющихся в определенных атмосферных условиях. Учет изменений скоростей молекул при столкновениях приводит к сужению контуров линий и

/у(У, = '--К(х,,У,)>

(1.1.10)

(1.1.11)

возрастанию величины поглощения в центре линий в некотором диапазоне давлений. При этом при определенных условиях ширины линий могут оказаться меньше доплеровских (эффект Дике) [37]. Так, например, контур Раутиана-Собельмана [40] используется для учета столкновительного сужения линий Дике; контур Розенкранца [41] предназначен для учета эффекта интерференции близко расположенных линий поглощения; контур Пайна [42] учитывает как эффект Дике, так и интерференцию; контур Кочанова [43] учитывает эффект Дике, интерференцию и изменение скоростей молекул при столкновении.

1.2. Метод «^-распределения»

В отличие от коэффициента аэрозольного и Релеевского рассеяния, коэффициент молекулярного поглощения атмосферных газов имеет выраженную спектральную селективность. Основная идея учета молекулярного поглощения в моделировании переноса широкополосного излучения состоит в том, чтобы исследуемый спектральный диапазон разбить на подынтервалы, в пределах которых коэффициент рассеяния можно считать независящим от длины волны, и для каждого подынтервала вычислить функцию пропускания, обусловленную молекулярным поглощением [13]. Все существующие методы теоретического исследования переноса излучения в рассеивающей и поглощающей средах основаны на допущении, что перенос радиации подчиняется экспоненциальному закону. Однако немонохроматическая функция пропускания уже не является экспоненциальной. Чтобы устранить этот недостаток применяют разложение функции пропускания в ряд экспонент.

Одна из важных оптических характеристик атмосферы - функция пропускания конечного спектрального интервала, которая характеризует долю прошедшей энергии через слой z — z. Рассмотрим функцию пропускания в спектральном интервале Av с центром v [13]:

Tv = Jexp --г(z,z',v)\dv, (1.2.1)

I M )

где ¡л - косинус зенитного угла,

¡к{у,р(И),Т(И))р(к)с1И (1.2.2)

2

- оптическая толща слоя г -г', к{у, р(И),Т(И}) - коэффициент молекулярного поглощения, являющийся функцией давления р и температуры Т, р(к) - концентрация газа.

При практической реализации по этим формулам наибольшие затруднения вызывает расчет коэффициентов молекулярного поглощения к{у,р(И),Т{И)), который является быстроменяющейся функцией частоты.

Рассмотрим функцию пропускания для однородной трассы:

1 "2

Т(Ж)=--— [ехр {-к(у)\у)с1\

1 / _ *

У2 -V!

(1.2.3)

где ]¥ - поглощающая масса, к{у) - коэффициент молекулярного поглощения на частоте у .

Для метода «^-распределения» функцию пропускания для однородной трассы представили в виде [44]:

Т(1У) = ¡/(к)ехр{- к!¥)с1к,

(1.2.4)

а функции /{к) было дано трактование плотности вероятности распределения

коэффициента поглощения. Функция

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ченцов, Алексей Владимирович, 2014 год

Список использованной литературы

1. Белан Б.Д., Креков Г.М. Влияние антропогенного фактора на содержание парниковых газов в тропосфере. 1. Метан. // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 04. С. 361373.

2. WMO, 2013: WMO Greenhouse Gas Bulletin No, 9 [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ghg/documents/GHG_Bulletin_No.9_en.pdf

3. Sierk В., Richter A., Rozanov A., Ch. von Savigny, Schmoltner A. M., Buchwitz M., Bovensmann H., Burrows J. P. Retrieval and Monitoring of Atmospheric Trace Gas Concentrations in Nadir and Limb Geometry Using the Space-Borne SCIAMACHY instrument // Environmental Monitoring and Assessment. 2006. V. 120.1. 1-3. P. 65-77.

4. Urban J., Lautié N., Le Flochmoen E., Jiménez С., Eriksson P., de La Noe J., Dupuy E., Ekstrom M., El Amraoui L., Frisk U., Murtagh D., Olberg M., Ricaud P. Odin/SMR limb observations of stratospheric trace gases: Level 2 processing of CIO, N2O, HNO3, and O3 // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. №. D14.

5. Lasic A.A., Oinas V.A. A description of the correlated k distributed method for modeling nongray gaseous absorption, thermal emission, and multiple scattering in vertically inhomogeneous atmospheres // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. №. D5. P. 9027-9063

6. Ченцов А.В., Воронина Ю.В., Чеснокова Т.Ю. Применение рядов экспонент при моделировании потоков оптического излучения в атмосфере земли // Труды VII Международной конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» Россия, Томск, 20-23 апреля 2010 г. / под ред. Г.В. Ляминой, Е.А. Вайтулевич. - Электрон, текст, дан. (29 Мб). - Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 2010. - Режим доступа: http://science-persp.tpu.ru/Previous%20Materials/Konf_2010.pdf-952 с. (С. 527-529).

7. Rothman L.S., Jacquemart D., Barbe A., Benner D. С., Birk M., Brown L.R., Carleer M.R., Chackerian С., Jr., Chance K., Coudert L.H., Dana V., Devi V.M., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Hartmann J.-M., Jucks K.W., Maki A.G., Mandin J.-Y., Massie S.T., Orphal J., Perrin A., Rinsland C.P., Smith M.A.H., Tennyson J., Tolchenov R.N., Toth R.A., Vander A.J., Varanasi P., Wagner G. The HITRAN-2004 Molecular Spectroscopy Database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 96. № 2. P. 139-204.

8. Rothman L.S., Gordon I.E., Barbe A., Benner D.C., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Champion J.-P., Chance K., Coudert L.H., Dana V., Devi Y.M., Fally S., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Jacquemart D., Kleiner I., Lacome N., Lafferty W.J., Mandin J.-Y., Massie S.T., Mikhailenko S.N., Miller C.E., Moazzen-Ahmadi N., Naumenko 0., Nikitin A.V., Orphal J., Perevalov V.I., Perrin A., Predoi-Cross A., Rinsland C.P., Rotger M., Simeckova M., Smith M.A.H., Sung K., Tashkun S.A., Tennyson J., Toth R.A., Vandaele A.C., Auwera J. Vander. The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2009. V. 110. №9-10. P.533-572.

9. The HITRAN Database [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.cfa.harvard.edu/liitran/

10. Rothman L.S., Gordon I.E., Babikov Y„ Barbe A., Benner D. Chris, Bernath P.F., Birk M„ Bizzocchi L., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Chance K., Cohen E.A., Coudert L.H., Devi V.M., Drouin B.J., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Hill C., Hodges J.T., Jacquemart D., Jolly A., Lamouroux J., Le Roy R.J., Li G., Long D.A., Lyulin O.M., Mackie C.J., Massie S.T., Mikhailenko S., Muller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Orphal J., Perevalov V., Perrink A., Polovtseva E.R., Richard C., Smith M.A.IL, Starikova E., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toon G.C., Tyuterev VI.G., Wagner G.. The HITRAN2012 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P.4-50.

П.Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Прямые методы расчета функций пропускания атмосферных газов // Изв. АН СССР, Физика Атмосферы и океана. 1967. Т. 3, N 2. С. 198-206.

12. Edwards D. P. GENLN2. A general line-by-line atmospheric transmittance and radiance model. Version 3.0 // Description and user's guide: NCAR Technical Note. 1992. NCAR/TN-367+STR. - Boulder, Colorado, 1992.

13. Мицель А.А., Фирсов K.M., Фомин Б.А. Перенос оптического излучения в молекулярной атмосфере / Под ред. И.И. Ипполитова. - Томск: SST, 2001. - 444 с.

14. Творогов С.Д. Некоторые аспекты задачи о представлении функции поглощения рядом экспонент// Оптика атмосферы и океана, 1994. Т.7. №03. С.315-326

15. Guangyu Shi, Na Xu *, Biao Wang, Tie Dai, Jianqi Zhao. An improved treatment of overlapping absorption bands based on the correlated k distribution model for thermal infrared radiative transfer calculations // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2009. V.110. №8. P.435-451

16. Hogan, R. J., 2010: The full-spectrum correlated к method for longwave atmospheric radiative transfer using an effective Planck function // J. Atmos. Sci. V. 67. P. 2086-2100.

17. Фирсов K.M., Чесиокова Т.Ю., Белов В.В., Серебренников А.Б., Пономарев Ю.Н. Применение метода «^-распределения» при решении уравнения переноса коротковолнового излучения в пространственно неоднородной атмосфере // Оптика атмосферы и океана, 2001. Т. 14. №09. С.776-781

18.Чеснокова Т.Ю. Спектроскопические факторы, влияющие на точность моделирования атмосферного радиационного переноса в полосах поглощения метана в ближнем ИК-диапазоне // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 05. С. 398-407.

19. Chesnokova T.Yu., Boudon V., Gabard Т., Gribanov K.G., Firsov К., Zakharov V.I. Near-infrared radiative transfer modeling with different CH4 spectroscopic data bases to retrieve atmospheric methane total amount // JQSRT2011. V.l 12. №17. P. 2676-2682.

20. Dai Tie, Shi Guangyu, Zhang Xingying, et al., 2012: Influence of HITRAN database updates on retrievals of atmospheric CO2 from near-infrared spectra // Acta Meteor. Sinica. 2012. V. 26(5). P. 629-641.

21. Chesnokova T.Yu., Voronin B.A., Voronina Yu.V., Gribanov K.G., Zakharov V.I., Firsov K.M. Simulation of the High Resolution Atmospheric Solar Spectra in the 1,6-2,4 цш Spectral Region // Proc. XVII Int. Sympos. HighRus-2012. Tomsk: Publishing House of IAO SB RAS, 2012. P. 59-62.

22. Фомин Б.А., Фалалеева В.А. Прогресс в атмосферной спектроскопии и «эталонные» расчеты для тестирования радиационных блоков климатических моделей. // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22. № 08. С. 803-806.

23.Чеснокова Т.Ю., Журавлева Т.Б., Пташник И.В., Ченцов А.В. Моделирование потоков солнечного излучения в атмосфере с использованием различных моделей континуального поглощения водяного пара в типичных условиях Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 2. С. 100-107.

24. Информационно - вычислительная система "Атмосферная радиация" [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://atrad.atmos.iao.ru/

25. Atmospheric Fourier Station in Kourovka Astronomical Observatory (Ural State University) [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.remotesensing.ru/fls_sta.html

26. Godson W.L. The computation of infrared transmission by atmospheric water vapour // J. Meteorol. 1995. V. 12. P. 272.

27. Elsasser W.M. Mean Absorption and Equivalent Absorption of a Band Spectrum // Phys. Rev. 1938. V. 54. P. 126.

28. Goody R.M. A statistical model for water-vapour absorption // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 1952. V. 78. P. 165-169.

29. Zhian Sun. Improving transmission calculations for the Edwards-Slingo radiation scheme using a correlated-k distribution method // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2011. V. 137.1. 661. P. 2138-2148.

30. Мицель А.А., Пташник И.В., Фирсов K.M., Фомин Б.А. Эффективный метод полинейного счета пропускания поглощающей атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 10. С. 1547-1548.

31. Fomin В.A. Effective line-by-line technique to compute radiation absorption in gases /Preprint IAE-5658/1. Moscow. Russian Research Center «Kurchatov Institute». 1993. -13p.

32. Mitsel A.A., Firsov K.M. A fast line-by-line method // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1995. V. 54. № 3. P. 549-557

33. Edwards D.P. and Strow L.L. The line-by-line calculation: program GENLN2. // Journ. of Geophys. Res. 1992. P. 31-41.

34. Смит К., Томсон P. Численное моделирование газовых лазеров,- М.: Мир., 1981 .-515 с.

35. Isaaks R.G., Wang W.C., Worsman R.D., Goldenberg S. Multiple scattering and FASCODE models//Appl. Opt.. 1987. V. 26. N. 7. P. 1272-1281.

36. J. Fischer, R.R. Gamache, A. Goldman, L.S. Rothman, A. Perrin. Total internal partition sums for molecular species in the 2000 edition of the HITRAN database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2003. V. 82. P. 401-412.

37. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Основы теоретической атмосферной оптики // Учебно-методическое пособие. Санкт Петербург. 2007.

38.Benjamen Т. Marshall, Larry L. Gordley, and D. Allen Chy. LINEPAK: Algorithms for modeling spectral transmittance and radiance // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1994. V. 52. N5. P. 563-580.

39.Niro F., Jucks K., Hartmann J.-M. Spectra calculations in central and wing regions of CO2IR bands. IV: software and database for the computation of atmospheric spectra // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 95. № 4. P. 469^181.

40.Раутиан С.Г., Собельман И.И. Влияние столкновений на доплеровское уширение спектральных линий // Успехи физ. наук. 1966. Т. 90, № 2. С. 209-236.

41. Rosenkranz P.W.. Shape of the 5 цш oxygen band in the atmosphere // IEEE Trans. Ant. and Prop. 1975. AP-23. P. 498

42. Pine A.S.. Line mixing sum rules for the analysis of multiplet spectra // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1997. V.57. P. 145-155.

43.Kochanov V.P. Analytical approximations for speed-dependent spectral line profiles // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2011. V. 112. N. 18. P. 2762-2770.

44. Arking A., Grossman K. The influence of line shape and band structure on temperatures in planetary atmosphere // Journ. Atmosph. Sci. 1972. V. 29. P. 937-949.

45. Domoto G.A. Frequency integration for radiative transfer problem involving homogeneous non-gray gases: the inverse transmission function // Journ. Quant. Spectrsc. and Radiat Transf. 1974. V. 14. P. 935-942.

46. Чеснокова Т.Ю., Фирсов K.M., Воронина Ю.В. Применение рядов экспонент при моделировании широкополосных потоков солнечного излучения в атмосфере Земли. // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 09. С. 799-804.

47. Fomin В.A., Gershanov Yu.V. Tables of the Benchmark Calculations of Atmospheric Fluxes for the ICRCCM Test Cases. Part II: Short-Wave Results// Preprint IAE - 5990/1. 1996. 39 p.

48. David P Kratz. The correlated k-distribution technique as applied to the AVHRR channels // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1995. V. 53. N. 5. P. 501-517.

49. Чеснокова Т.Ю., Журавлева Т.Б., Воронина Ю.В., Скляднева Т.К., Ломакина Н.Я., Ченцов А.В. Моделирование потоков солнечного излучения с использованием высотных профилей концентрации водяного пара, характерных для условий Западной Сибири. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. №11. С. 969-975.

50. Anderson G., Clough S., Kneizys F., Chetwynd J., and Shettle E. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0 - 120 km) // Air Force Geophysics Laboratory. AFGL-TR-86-0110. Environmental Research Paper. -1986. - N. 954.- 25 p.

51. Комаров B.C., Ломакина Н.Я. Статистические модели пограничного слоя атмосферы Западной Сибири. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2008. 222 с.

52. Зуев В.Е., Комаров B.C. Статистические модели температуры и газовых составляющих атмосферы Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.

53. Ипполитов И. И., Комаров В. С., Мицель А. А. Оптико-метеорологическая модель атмосферы для применения в задачах моделирования лидарных измерений и расчета распространения радиации. Спектроскопические методы зондирования атмосферы. Новосибирск: Наука, 1985. С. 4-44.

54. Журавлёва Т.Б., Кабанов Д.М., Сакернн С.М., Фирсов К.М. Моделирование прямого радиационного форсинга аэрозоля для типичных летних условий Сибири. Часть 1: Метод расчета и выбор входных параметров // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22. №2. С. 163-172.

55. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю. Новый метод учета перекрывания полос поглощения атмосферных газов при параметризации уравнения переноса // Оптика атмосферы и океана. 1998. T.l 1. № 4. С. 410-415.

56. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Белов В.В., Серебренников А.Б., Пономарев Ю.Н. Ряды экспонент в расчетах переноса излучения методом Монте-Карло в пространственно неоднородных аэрозольно-газовых средах // Вычислительные технологии. 2002. Т. 7. № 5. С. 77-87

57. Журавлева Т.Б., Фирсов К.М. Алгоритмы расчетов спектральных потоков солнечной радиации в облачной и безоблачной атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 11. С.903-91 1.

58. Continuum model [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://rtweb.aer.com/continuum_frame.html.

59. Fontenla, J., O.R. White, P.A. Fox, E.H. Avert, R.L. Kurucz. Calculation of solar irradiances. I. Synthesis of the solar spectrum // Astrophys. J. 1999. V. 518. P. 480-500.

60. TOMS [Электронный ресурс] - Режим доступа: ftp://toms.gsfc.nasa.gov

61.Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Иноуйе Г., Максютов Ш., Мачида Т., Фофонов А.В. Вертикальное распределение парниковых газов над Западной Сибирью по данным многолетних измерений // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22. № 5. С. 457464.

62. A preliminary cloudless standart atmosphere for radiation computation. World Climate Research Programme. WCP-112, WMO/TD № 24. 1986. 60 p.

63. Сакерин C.M., Кабанов Д.М. Спектральная зависимость аэрозольной оптической толщи атмосферы в области спектра 0,37-4 мкм // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 2, С. 156-164.

64. Hook S.J. ASTER Spectral Library: Johns Hopkins University (JHU) spectral library; Jet Propulsion Laboratory (JPL) spectral library; The United States Geological Survey (USGS-Reston) spectral library, 1998. Dedicated CD-ROM, Version 1.2 (см. также http://speclib.jpl.nasa.gov).

65. Розанов Е.В., Тимофеев Ю.М., Троценко А.Н. Сравнение приближенного и эталонного методов расчета характеристик радиационного теплообмена в атмосфере // Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана. 1990. Т. 26. № 6. С. 602-606.

66. Фирсов K.M., Чеснокова Т.Ю., Козодоева Е.М., Фазлиев А.З. Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация» // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 05. С. 364-370.

67. CCMVal Radiation Intercomparison [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://homepages.see.leeds.ac.uk/~earpmf/ccmvalrad.shtml

68. Jacquinet-Husson N., Crepeau L., Armante R., Boutammine C., Chedin A., Scott N.A., Crevoisier C., Capelle V., Boone C., Poulet-Crovisier N., Barbe A., Campargue A„ Benner D. Chris, Benilan Y., Bezard В., Boudon V., Brown L.R., Coudert L.H., Coustenis A., Dana V., Devi V.M., Fally S., Fayt A., Flaud J.-M., Goldman A., Herman M., Harris G.J., Jacquemart D., Jolly A., Kleiner I., Kleinböhl A., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N., Lacome N., Xu Li-Hong, Lyulin O.M., Mandin J.-Y., Maki A., Mikhailenko S., Miller C.E., Mishina Т., Moazzen-Alimadi N., Müller H.S.P., Nikitin A., Orphal J., Perevalov V., Perrin A., Petkie D.T., Predoi-Cross A., Rinsland C.P., Remedios J.J., Rotger M., Smith M.A.H., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toth R.A., Vandaele A.-C., Auwera J. Vander. The 2009 edition of the GEISA spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2009. V. 110. №9-10. P.533-572.

69. GEISA : spectroscopic database [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ether.ipsl.jussieu.fr/etherTypo/?id=1293&L=0

70. Buchwitz M., Chevallier F., Bergamaschi P., et al. User Requirements Document for the GHG-CCI project of ESA's Climate Change Initiative. 2011. V. 1. P. 3.

71. Brown L. R., Sung K., Benner D. C., Devi V.M., Boudon V., Gabard Т., Wenger С., Campargue A., Leshchishina O., Kassi S., Mondelain D., Wang L., Daumont, L., Regalia L., Rey M., Thomas X., TyuterevVl.G., Lyulin, O. M„ Nikitin, A. V., Niederer H. M„ Albert S., Bauerecker S., Quack M., O'Brien J, J., Gordon I. E., Rothman L. S., Sasada H., Coustenis A., Smith M. A. H., Carrington Т.,Wang X.-G.,Mantz A. W.,Spickler P. T. Methane line parameters in the HITRAN2012 database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P.201-219

72. Partridge II., Schwenke D.W.. The determination of an accurate isotope dependent potential energy surface for water from extensive ab initio calculations and experimental data // J. Chem. Phys. 1997. V. 106(11). P. 4618-4639.

73. Воронин Б.А., Насртдинов И.М., Серебренников А.Б., Чеенокова Т.Ю. Моделирование переноса солнечного излучения с учетом слабых линий поглощения водяного пара в различных аэрозольных условиях // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 03. С. 298-302.

74. Barber R.J., Tennyson J., Harris G.J., Tolchenov R.N.. A high-accuracy computed water line list // Mon. Not. R Astron. Soc. 2006. V. 368. P. 1087-1094.

75. Tennyson J., Kostin M.A., Barletta P., Harris G.J., Ramanlal J., Polyansky O.L., Computer Phys. Comm. 2004. V. 163. P. 85-116.

76. Chesnokova T. Yu„ Voronin B. A., Bykov A. D., Zhuravleva Т. В., Kozodoev A. V., Lugovskoy A. A., Tennyson J.. Calculation of solar radiation atmospheric absorption with different H2O spectral line data banks // Journal of Molecular Spectroscopy. 2009. V. 256. P. 41-44.

77. Jenouvrier A., Daumont L., Regali-Jarlot L., Tyuterev V. G., Carleer M., Vandaele A. C., Mikhailenko S., and Fally S., Fourier Transform Measurements of Water Vapor Line Parameters in the 4200-6600 cm"1 Region // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2007. V. 105. P.326-355.

78. Shillings A. J. L., Ball S. M., Barber M. J., Tennyson J. and Jones R. L. An upper limit for water dimer absorption in the 750 nm spectral region and a revised water line list // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 4273-4287

79. Mikhailenko Semen N., Le Wan, Kassi Samir, Campargue Alain. Weak water absorption lines around 1.455 and 1.66 цш by CW-CRDS // Journal of Molecular Spectroscopy. 2007. V. 244. I. 2. P. 170-178.

80. Mikhailenko S. N., Keppler Albert K. A., Mellau G., Klee S., Winnewisser B. P., Winnewisser M., Tyuterev VI. G.. Water vapor absorption line intensities in the 1900-6600 cm-1 region // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 109(16). P. 2687-2696

81. Coudert L.H., Wagner G., Birk M„ Baranov Y.I., Lafferty W.J., Jean-Marie Flaud. The (H20)-0-16 molecule: Line position and line intensity analyses up to the second triad // Journal of Molecular Spectroscopy. 2008. V. 251. P. 339-357.

82. Tolchenov, R. and Tennyson J.: Water line parameters from refitted spectra constrained by empirical upper state levels: study of the 9500-14500 cm-1 region // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 109. P. 559-568.

83. Voronin В. A., Lavrentieva N. N., Mishina T. P., Chesnokova T. Yu., Barber M. J., Tennyson J. Estimate of the J' J" dependence of water vapor line broadening parameters // J. Quant, Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 111. P. 2308-2314.

84. Пташник И.В. Численное моделирование возможностей лабораторных измерений континуального поглощения водяного пара в ближнем ИК-диапазоне. // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. № 01. С. 23-30.

85. Baranov Yu.I., Lafferty W.J. The water vopour self- and water-nitrogen continuum absorption in the 1000 and 2500 cm-1 atmosheric windows // Phil. Trans. Roy. Soc. A. 2012. V. 370. N 1968. P. 2578-2589.

86. Ptashnik I.V., McPheat R.A., Shine K.P., Smith K.M., Williams R.G. Water vopour self-continuum absorption in near-infrared windows derived from laboratory measurements // J. Geophys. Res. D. 2011. T. 16305.

87. Ptashnik I.V., McPheat R.A., Shine K.P., Smith K.M., Williams R.G. Water foreign continuum absorption in near-infrared windows from laboratory measurements // Phil. Trans. Roy. Soc. A. 2012. V. 370. N 1968. P. 2557-2577.

88. Комаров B.C., Ломакина Н.Я, Лавриенко А.В., Ильин C.H. Изменения климатов пограничного слоя атмосферы Сибири в период глобального потепления. Часть 1. Аномалии и тренды температуры воздуха // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 11. С. 942-950.

89. Комаров B.C., Ломакина Н.Я, Лавриенко А.В., Ильин С.Н. Изменения климатов пограничного слоя атмосферы Сибири в период глобального потепления. Часть 2. Аномалии и тренды влажности воздуха // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т, 23. №11. С. 951-956.

90. Сакерин С.М., Береснев С.А., Горда С.Ю., КабановД.М., Корниенко Г.И., Маркелов Ю.И., МихалевА.В., Николашкин С.В., Панченко М.В., Поддубный В.А., Полькин В.В., Смирнов А.В., Тащилин М.А.,Турчинович С.А., Турчинович Ю.С., Холбен Б.Н., Еремина Т.А. Характеристики годового хода спектральной аэрозольной оптической толщи атмосферы в условиях Сибири // Оптика атмосферы, и океана. 2009. Т. 22, № 6. С. 566-574.

91. National Aeronautics and Space Administration [Электронный ресурс] - Режим доступа: ftp://e4ftl01 u.ecs.nasa.gov/

92. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html

93.CDSD-296 [Электронный ресурс] - Режим доступа: flp://ftp.iao.ru/pub/CDSD-296

94. Ташкун С.А., Перевалов В.И. Радиационные свойства СОг: спектроскопические банки данных для атмосферных и высокотемпературных приложений // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 12. С. 1109-1112

95. Спектроскопия атмосферных газов [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://spectra.iao. ш/

96. Ташкун С.А., Перевалов В.И.. Банк параметров спектральных молекулы СО2 CDSD-296: версия 2013 года // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Сборник докладов XIX Международного симпозиума [Электронный ресурс]. - Томск: ИОА СО РАН, 2013. С. А-39 - А-42. - 1 CD-ROM.

97. Ченцов А.В., Воронина Ю.В., Чеспокова Т.Ю. Моделирование атмосферного пропускания с различными контурами линий поглощения СОг // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 09. С. 711-715.

98. Tonkov М. V., Filippov N. N., Timofeyev Yu. М., Polyakov А. V. A simple model of the line mixing effect for atmospheric applications: theoretical background and comparison with experimental profiles // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1996. V. 56. N. 5. P. 783795.

99. Kochel J.-M., Hartmann J.-M., Camy-Peyret C., Rodrigues R., Payan S. Influence of line mixing on absorption by CO2 Q branches in atmospheric balloon-borne spectra near 13 цт // Journal of Geophysical Research. 1997. V. 102. Is. D11. P. 12891-12900.

100. Lamouroux J., Tran H., Laraia A.L., Gamache R.R., Rothman L.S., Gordon I.E., Hartmann J.-M. Updated database plus software for line-mixing in CO2 infrared spectra and their test using laboratory spectra in the 1.5-2.3 pm region // J. Quant, Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2010. V. lll.N. 15. P. 2321-2331.

101.Rodrigues R., Jucks K.W., Lacome N., Blanquet G., Walrand J., Traub W.A., Khalil В., Le Doucen R., Valentin A., Camy- Payret C., Bonamy L., Hartmann J.M. Model, software, and database for computation of line-mixing effects in infrared Q-branches of atmospheric CO2 I. Symmetric isotopomers // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1999. V.61. №2. P. 153— 84.

102. Curtis P., Rinsland, L., Larrabee Strow. Line mixing effects in solar occultation spectra of the lower stratosphere: measurements and comparisons with calculations for the 1932-cm"1 CO2 branch // Applied Optics. 1989. V. 28. № 3. P. 457-464.

103.Hartmann J.-M., Tran H., Toon G.C. Influence of line mixing on the retrievals of atmospheric CO2 from spectra in the 1.6 and 2.1 цт regions // Atmos. Chem. Phys, 2009. V. 9, № 19. P. 7303-7312.

104.Rothman L. S., Hawkins R. L., Wattson R. В., and Gamache R. R. Energy Levels, Intensities, and Linewidths of Atmospheric Carbon Dioxide Bands // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1992. V. 48, № 5-6. P. 537-566.

105.Tran H., Hartmann J.-M., Toon G., Brown L.R., Frankenberg C., Warneke Т., Spietz P., Hase F.. The 2v3 band of CI-I4 broadened by N2 revisited with line-mixing. Consequences for spectroscopic data, laboratory and atmospheric spectra at 1.67 pm // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2010. V. 111. P. 1344-1356.

106. The Greenhouse Gases Observing Satellite «IBUKI» (GOSAT) [Электронный ресурс] -Режим AOCTyna:http://www.gosat.nies.go.jp/eng/gosat/page3.htm

107.Nikitin A., Lyulin O., Mikhailenko S., Perevalov V., Filippov N., Grigoriev I., Morino I., Yokoba Т., Kumazawa R„ Watanabe T. GOSAT-2009 methane spectral list in the 5550-6236 cm-1 range // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2010. V. 111. № 15. P. 2211-2224.

108.Campargue A., Le Wang, Mondelain D., Kassi S., Bezard В., Lellouch E., Coustenis A., Catherine de Bergh, Hirtzig M., Drossart P. An empirical line list for methane in the 1.26-1.71 jam region for planetary investigations (T = 80-300 K). Application to Titan // Icarus. 2012. V. 219. № l.P. 110-128.

109. Spherical Top Data System [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://wvw.icb.cm-s.fr/OMR/SMA/SHTDS/STDS.html

110. Champion J.P., Loete M., Pierre G. Spherical top spectra // Spectroscopy of the Earth's atmosphere and interstellar medium / Eds. K. Rao, A. Weber. San Diego: Academic Press Inc. 1992. P. 339-422.

111.Boudon V., Champion J.P., Gabard Т., Loete M., Michelot F., Pierre G., Rotger M., Wenger Ch., Ray M. Symmetry-adapted tensorial formalism to model rovibrational and rovibronic spectra of molecules pertaining to various point groups // J. Mol. Spectrosc. 2004. V. 228, N 2. P. 620-634.

112.РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.gosthelp.ru/text/RD520418689Rukovodstvopok.html 1 И.Воронина Ю.В., Чеснокова Т.Ю., Сулакшина О.Н., Ченцов А.В.. Вычисление поглощения озоном и диоксидом азота солнечного излучения в ультрафиолетовой

области спектра (250-400 им) // Известия вузов. Физика. - Томск, 2009. - 21 с. Деп. в ВИНИТИ РАН 30.10.2009, № 671-А2009.

114.DLR-Database [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.iup.uni-bremen.de/gruppen/molspec/databases/dlrdatabase/index.html

115.BIRA-IASB Spectroscopy Lab [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://spectrolab.aeronomie.be/index.htm

116. Photonics Technology Obninsk. UV Bank [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.eridan.mega.ru/uvbank/

117.UV/Vis+ Spectra Data Base [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.science-softcon.de/spectra/

118.UV-BANK - Global Change Master Directory (GCMD) - NASA - Режим доступа: http://gcmd.nasa.gov/records/GCMD_UV_BANK.html

119.Ченцов A.B., Воронина Ю.В., Чеснокова Т.Ю., Сулакшина О.Н.. Банк данных по сечениям поглощения атмосферных газов в ультрафиолетовой области спектра // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Физика окружающей среды» Томск, 27 июня - 1 июля 2011 г. С. 244-247.

120.Liu X., Chance К., Sioris Ch.E., Kurosu Th.P. Impact of using different ozone cross sections on ozone profile retrievals from GOME ultraviolet measurements // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2006. V. 7. P. 971-993.

121.Burrows, J. P., Dehn, A., Deters, В., Himmelmann, S., Richter, A., Voigt, S. and Orphal// J.: Atmospheric remote-sensing reference data from GOME: Part 2. Temperature dependent absorption cross-sections of Оз in the 231-794 nm range //J. Quant. Radiat. Transfer. 1999. V. 61 (4). P. 509-517.

122.Bass A.M., Paur R.J. UV absorption cross-sections for ozone: the temperature dependence //J. Photochem. 1981. V. 17. P. 141.

123.Daumont D, Brion J, Charbonnier J, Malicet C. Ozone UV spectroscopy I: Absorption cross section at room temperature II: Absorption cross sections and temperature dependence // J. Atmos. Chem. 1992. V. 15. P. 145-155, 263-273.

124.Malicet, C., Daumont, D., Charbonnier, J., Parisse, C., Chakir, A. and Brion, J.: Ozone UV spectroscopy, II. Absorption cross-sections and temperature dependence // Atmos. Chem. 1995. V. 21. P. 263-273.

125.Brion, J., Chakir, A., Daumont, D. and Malicet, J.: Iligh-resolution laboratory absorption cross section of 03. Temperature effect.//Chem. Phys. Lett. 1993. V. 213. № 5-6. P. 610-512.

126.Чеснокова Т.Ю., Воронина Ю.В. Влияние качества спектроскопической информации на моделирование нисходящих потоков солнечного излучения в УФ-диапазоне. // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т. 21. № 07. С. 577-581.

127.Molina L.T., Molina M.J. Absolute absorption cross sections of ozone in the 185 to 350 nm wavelength range//J. Geophys. Res. D. 1986. V. 91. N 13. P. 14500-14508.

128.Сулакшина О.H., Борков Ю.Г Анализ температурной зависимости сечений поглощения молекулы озона в области 280-340 нм // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 0102. С.28-31.

129.Voigt S., Orphal J., Bogumil К., Burrows J.P.. The temperature dependence (203- 293 K) of the absorption cross sections of Оз in the 230-850 nm region measured by Fourier-transform spectroscopy// J. Photochem. and Photobiol. A: Chemistry.- 2001. - V.143.- P. 1-9.

130. Orphal J. A critical review of the absorption cross-sections of O3 and NO2 in the ultraviolet and visible // J. Photochem. and Photobiol. A: Chemistry. 2003. V 2-3. №. 157. P. 185-209.

131. Bogumil K, Orphal J, Homann T, Voigt S, Spietz P, Fleischmann OC, et al. Measurements of molecular absorption spectra with the SCIAMACFIY pre-flight model: instrument characterization and reference data for atmospheric remote-sensing in the 230-2380 nm region //J Photochem Photobiol. 2003 .V. 157(A). P. 167-184.

132.Hermans C., Vandaele A.C., Fally S.. Fourier transform measurements of SO2 absorption cross sections: I. Temperature dependence in the 24000-29000 cm"1 (345-420 nm) region// J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2009. V. 110. P. 756-765.

133. Vandaele A.C., Hermans C., Fally S.. Fourier transform measurements of SO2 absorption cross sections: II. Temperature dependence in the 29000-44000 cm"1 (227-345 nm) region // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2009 V. 110. P. 2115-2126.

134.Hicks E., Leroy В., Rigaud P., Jourdain J.-L., Le Bras G.. Spectres d'absorption dans le proche ultraviolet et le visible des composés minoritaires atmosphériques NO2 et SO2 entre 200 et 300 K//J. Chim. Phys. 1979. V. 76. P. 693-698.

135.Burrows J.P., Dehn A., Deters В., Himmelmann S., Richter A., Voigt S., Orphal J.. Atmospheric remote-sensing reference data from GOME: Part 1. Temperature-dependent absorption cross-sections of NO2 in the 231-794 nm range // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1998. V. 60. P. 1025-1031.

136. Voigt S., Orphal J., Burrows J.P.. The temperature and pressure dependence of the absorption cross-sections of NO2 in the 250-800 nm region measured by Fourier-transform spectroscopy // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2002. V. 149. P. 1-7.

137.Coquart B., A. Jenouvrier, M. F. Merienne. The NO2 Absorption Spectrum. II. Absorption Cross-Sections at Low Temperatures in the 400-500 nm Region // J. Atmos. Chem. 1995. V. 21. P. 251-261.

138.Davidson J. A., Cantrell C. A., McDaniel A. H., Shetter R. E., Madronich S., Calvert J. G. Visible-Ultraviolet Absorption Cross Sections for NO2 as a Function of Temperature // J. Geophys. Res. 1988 V.93. P. 7105 - 7112.

139.Schneider W., Moortgat G.K., Tyndall G.S., Burrows J.P.. Absorption Cross-Sections of NO2 in the UV and Visible Region (200 - 700 nm) at 298 // J. Photochem. Photobiol. 1987. V.40. P.195-217.