Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 236-248
Пространственная изменчивость аэрозольной оптической толщины на территории Московского региона по спутниковым и наземным данным
Е.Ю. Жданова
1 , Н.Е. Чубарова
1 1 Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 15.10.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-7-236-248
Проведено исследование восстановлений аэрозольной оптической толщины (АОТ) по данным современного спутникового радиометра VIIRS для городской территории Москвы. Радиометр VIIRS является прибором последнего поколения, установленным на борту полярно-орбитального спутника Suomi National Polar-orbiting Partnership (Suomi NPP). Показано, что в центре города наблюдаются повышенные значения АОТ по спутниковым восстановлениям, однако достоверность определения разности значений АОТ между пригородом и центром города не является высокой в связи с тем, что точность восстановления АОТ существенно зависит от использованных оценок отражательных свойств подстилающей поверхности. Выявлено, что в алгоритме восстановления АОТ VIIRS существуют дополнительные неопределённости, связанные с выбором аэрозольной модели для Московского региона. Предложено корректировать данные АОТ по данным VIIRS для территории Московского региона по значениям наземных измерений солнечного фотометра CIMEL на станции Метеорологической обсерватории МГУ AERONET. По полученным скорректированным значениям АОТ рассчитано пространственное распределение УФ-радиации за счёт ослабления аэрозолем на территории Московского региона. Вариации УФ-индексов за счёт неоднородности распределения аэрозоля для рассмотренного случая превосходят 15 % и составляют величину 1 УФ-индекс.
Ключевые слова: аэрозоль, аэрозольная оптическая толщина, Москва, спутниковые измерения, VIIRS, MODIS
Полный текстСписок литературы:
- Губанова Д. П., Беликов И. Б., Еланский Н. Ф., Скороход А. И., Чубарова Н. Е. Изменчивость приземной концентрации аэрозолей PM2.5 в г. Москве по наблюдениям в Метеорологической обсерватории МГУ // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 12. С. 1033–1042.
- Хлестова Ю. О., Чубарова Н. Е. Основные характеристики аэрозоля по данным солнечно-небесного фотометра CIMEL сети AERONET // Эколого-климатические характеристики атмосферы в 2016 г. по данным метеорологической обсерватории МГУ имени М. В. Ломоносова. М.: МАКС Пресс, 2017. С. 162–174.
- Chubarova N. Y., Sviridenkov M. A., Smirnov A., Holben B. N. Assessments of urban aerosol pollution in Moscow and its radiative effects // Atmospheric Measurement Techniques. 2011. V. 4. No. 2. P. 367–378.
- Dubovik O., Holben B., Eck T. F., Smirnov A., Kaufman Y. J., King M. D., Tanre D., Slutsker I. Variability of absorption and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations // J. Atmospheric Sciences. 2002. V. 59. No. 3. P. 590–608.
- Gupta P., Khan M. N., da Silva A., Patadia F. MODIS aerosol optical depth observations over urban areas in Pakistan: quantity and quality of the data for air quality monitoring // Atmospheric Pollution Research. 2013. V. 4. No. 1. P. 43–52.
- Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I., Tanre D., Buis J. P., Setzer A., Vermote E., Reagan J. A., Kaufman Y. J., Nakajimu T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET — A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sensing of Environment. 1998. V. 66. No. 1. P. 1–16.
- Jackson J. M., Liu H., Laszlo I., Kondragunta S., Remer L. A., Huang J., Huang H. C. Suomi-NPP VIIRS aerosol algorithms and data products // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2013. V. 118. No. 22. P. 12673–12689.
- Lee J., Kim J., Song C. H., Kim S. B., Chun Y., Sohn B. J., Holben B. N. Characteristics of aerosol types from AERONET sunphotometer measurements // Atmospheric Environment. 2010. V. 44. No. 26. P. 3110–3117.
- Levy R. C., Remer L. A., Kleidman R. G., Mattoo S., Ichoku C., Kahn R., Eck T. F. Global evaluation of the Collection 5 MODIS dark-target aerosol products over land // Atmospheric Chemistry and Physics. 2010. V. 10. No. 21. P. 10399–10420.
- Liu H., Remer L. A., Huang J., Huang H. C., Kondragunta S., Laszlo I., Min O., Jackson J. M. Preliminary evaluation of S-NPP VIIRS aerosol optical thickness // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2014. V. 119. No. 7. P. 3942–3962.
- Mishchenko M. I., Geogdzhayev I. V., Cairns B., Carlson B. E., Chowdhary J., Lacis AA., Liu L., Rossowa W. B., Travis L. D. Past, present, and future of global aerosol climatologies derived from satellite observations: A perspective // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2007. V. 106. No. 1–3. P. 325–347.
- Munchak L. A., Levy R. C., Mattoo S., Remer L. A., Holben B. N., Schafer J. S., Hostetler C. A., Ferrare R. A. MODIS 3 km aerosol product: applications over land in an urban/suburban region // Atmospheric Measurement Techniques. 2013. V. 6. No. 7. P. 1747–1759.
- Petrenko M., Ichoku C., Leptoukh G. Multi-sensor aerosol products sampling system (MAPSS) // Atmospheric Measurement Techniques. 2012. V. 5. No. 5. P. 913–926.
- Remer L. A., Mattoo S., Levy R. C., Munchak L. A. MODIS 3 km aerosol product: algorithm and global perspective // Atmospheric Measurement Techniques. 2013. V. 6. No. 7. P. 1829–1844.
- Van Donkelaar A., Martin R. V., Levy R. C., da Silva A. M., Krzyzanowski M., Chubarova N. E., Semutnikova E., Cohen A. J. Satellite-based estimates of ground-level fine particulate matter during extreme events: A case study of the Moscow fires in 2010 // Atmospheric Environment. 2011. V. 45. No. 34. P. 6225–6232.
- Wang W., Pan Z., Mao F., Gong W., Shen L. Evaluation of VIIRS Land Aerosol Model Selection with AERONET Measurements // Intern. J. Environmental Research and Public Health. 2017. V. 14. No. 9. P. 1016.
- Wong M. S., Lee K. H., Nichol J. E., Li Z. Retrieval of Aerosol Optical Thickness Using MODIS 500×500 m2, a Study in Hong Kong and the Pearl River Delta Region // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2010. V. 48. No. 8. P. 3318–3327.