Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 6. С. 97-116

Базы данных и сервисы спутниковых измерений газового и аэрозольного состава атмосферы

А.А. Тронин 1 , М.П. Васильев 1 , Г.М. Неробелов 1 , В.С. Урманов 1 , А.В. Киселев 1 
1 Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 18.09.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-97-116
Обзор посвящён доступным данным спутниковых измерений основных загрязняющих воздух газовых и аэрозольных примесей и средствам, с помощью которых данные распространяются. В статье рассматриваются основные публично доступные наборы данных спутниковых измерений, которые доводятся до конечного пользователя либо посредством размещения данных на веб-странице группы исследователей (например, сайт лаборатории), либо через специально разработанный веб-сервис. Согласно исследованию, веб-сервис NASA GES DISC (англ. National Aeronautics and Space Administration, Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center) является наиболее эффективным с точки зрения анализа качества воздуха. Это обеспечено бесплатным распространением информации о содержании загрязнителей на основе измерений, сделанных двумя действующими высококачественными измерительными приборами — OMI (англ. Ozone Monitoring Instrument) и TROPOMI (англ. Tropospheric Monitoring Instrument) (и не только ими); предоставлением данных с высоким временным и пространственным разрешением и с различным уровнем обработки (от L1 (англ. Level 1) до L4 (англ. Level 4)); регулярным обновлением данных на сервисе; удобством и быстротой получения спутниковых данных благодаря встроенному веб-сервису. Однако при проведении исследований на основе данных спутниковых измерений важно не ограничиваться одним источником информации, а рассматривать все доступные наборы данных. Это связано, например, с использованием отдельными учёными разных алгоритмов восстановления содержания загрязнителей в атмосфере, с разной измерительной погрешностью спутниковых приборов, с их пространственным разрешением и т. д.
Ключевые слова: загрязнение воздуха, спутниковые измерения, веб-сервисы
Полный текст

Список литературы:

  1. Бриль А. А., Константинова А. М., Лупян E. А., Бурцев М. А. Возможности работы ЦКП «ИКИ-Мониторинг» с информацией о малых газовых составляющих, получаемой на основе данных спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 85–95. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-85-95.
  2. Доклад «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2021 году». М., 2022. 234 с. https://www.mos.ru/upload/content/files/d6fb4810f42661667ce2d1b353dbc5ea/2022_all.pdf.
  3. Ежегодник состояния и загрязнения атмосферы в городах на территории России / Росгидромет. 2022. 254 с. https://www.meteorf.gov.ru/product/infomaterials/ezhegodniki/.
  4. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
  5. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9–31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31.
  6. Морозова А. Э., Сизов О. С., Елагин П. О. и др. Интегральная оценка качества атмосферного воздуха в крупнейших городах России на основе данных TROPOMI (Sentinel-5P) за 2019–2020 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 23–39. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-23-39.
  7. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. М.: Минприроды России; МГУ имени М. В. Ломоносова, 2023. 686 с. https://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_doklady/.
  8. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. 2021. 988 c. https://rkc56.ru/documents/4538.
  9. Тронин А. А., Крицук С. Г., Киселёв А. В. Многолетние тренды содержания диоксида азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 259–265. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-259-265.
  10. Тронин А. А., Седеева М. С., Неробелов Г. М., Васильев М. П. Мониторинг содержания диоксида азота в атмосфере городов Европы и России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 1. С. 287–297. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-287-297.
  11. Air pollution // Compendium of WHO and other UN guidance on health and environment, 2022 update. Geneva: World Health Organization. 2022. 200 p.
  12. Barkley M. P., Abad G., Kurosu T. P. et al. OMI air-quality monitoring over the Middle East // Atmospheric Chemistry and Physics. 2017. V. 17. P. 4687–4709. https://doi.org/10.5194/acp-17-4687-2017.
  13. Beirle S., Platt U., Wenig M. et al. Highly resolved global distribution of tropospheric NO2 using GOME narrow swath mode data // Atmospheric Chemistry and Physics. 2004. V. 4. P. 1913–1924. https://doi.org/10.5194/acp-4-1913-2004.
  14. Boersma K. F., Eskes H. J., Brinksma E. J. Error analysis for tropospheric NO2 retrieval from space // J. Geophysical Research. 2004. V. 109. Iss. 4. Article D04311. https://doi.org/10.1029/2003JD003962.
  15. Boersma K. F., Eskes H. J., Dirksen R. J. et al. An improved tropospheric NO2 column retrieval algorithm for the Ozone Monitoring Instrument // Atmospheric Measurement Techniques. 2011. V. 4. P. 1905–1928. https://doi.org/10.5194/amt-4-1905-2011.
  16. Bovensmann H., Burrows J. P., Buchwitz M. et al. SCIAMACHY — Mission objectives and measurement modes // J. Atmospheric Sciences. 1999. V. 56. Iss. 2. P. 127–150. DOI: 10.1175/1520-0469(1999)056<0127:SMOAMM>2.0.CO;2.
  17. Burrows J. P., Weber M., Buchwitz M. et al. The Global Ozone Monitoring Experiment (GOME): Mission, instrument concept, and first scientific results // J. Atmospheric Sciences. 1999. V. 56. Iss. 2. P. 151–175. DOI: 10.1175/1520-0469(1999)056<0151:TGOMEG>2.0.CO;2.
  18. Callies J., Corpaccioli E., Eisinger M., Hahne A., Lefebvre A. GOME-2-MetOp’s second-generation sensor for operational ozone monitoring // ESA Bull. 2000. V. 102. P. 28–36.
  19. Dang R., Jacob D. J., Shah V. et al. Background nitrogen dioxide (NO2) over the United States and its implications for satellite observations and trends: effects of nitrate photolysis, aircraft, and open fires // Atmospheric Chemistry and Physics. 2023. V. 23. P. 6271–6284. https://doi.org/10.5194/acp-23-6271-2023.
  20. Dentener F. J., Crutzen P. J. A global 3D model of the ammonia cycle // J. Atmospheric Chemistry. 1994. V. 19. P. 331–369.
  21. Dirksen R. J., Boersma K. F., Eskes H. J. et al. Evaluation of stratospheric NO2 retrieved from the Ozone Monitoring Instrument: intercomparison, diurnal cycle and trending // J. Geophysical Research. 2011. V. 116. Iss. D8. Article D08305. https://doi.org/10.1029/2010JD014943.
  22. Fu D., Kulawik S. S., Miyazaki K. et al. Retrievals of tropospheric ozone profiles from the synergism of AIRS and OMI: methodology and validation // Atmospheric Measurement Techniques. 2018. V. 11. P. 5587–5605. https://doi.org/10.5194/amt-11-5587-2018.
  23. Georgoulias A. K., Stammes P., Boersma K. F. et al. Trends and trend reversal detection in 2 decades of tropospheric NO2 satellite observations // Atmospheric Chemistry and Physics. 2019. V. 19. P. 6269–6294. https://doi.org/10.5194/acp-19-6269-2019.
  24. He Y, Uno I., Wang Z. et al. Variations of the increasing trend of tropospheric NO2 over central east China during the past decade // Atmospheric Environment. 2007. V. 41. P. 4865–4876. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2007.02.009.
  25. Hilboll A., Richter A., Burrows J. P. Long-term changes of tropospheric NO2 over megacities derived from multiple satellite instruments // Atmospheric Chemistry and Physics. 2013. V. 13. P. 4145–4169. https://doi.org/10.5194/acp-13-4145-2013.
  26. Huang Z., Kong S., Seo J. et al. Achievements and challenges in improving air quality in China: Analysis of the long-term trends from 2014 to 2022 // Environment International. 2024. V. 183. Article 108361. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108361.
  27. Ialongo I., Virta H., Eskes H. et al. Comparison of TROPOMI/Sentinel-5 precursor NO2 observations with ground-based measurements in Helsinki // Atmospheric Measurement Techniques. 2020. V. 13. P. 205–218. https://doi.org/10.5194/amt-13-205-2020.
  28. Inness A., Ribas R., Engelen R. The use of Sentinel-5P air quality data by CAMS. ECMWF Newsletter. 2019. No. 159. P. 25–30. DOI: 10.21957/ko66ais8yp.
  29. Koelemeijer R. B., Stammes P., Hovenier J. W. et al. A fast method for retrieval of cloud parameters using oxygen A band measurements from the Global Ozone Monitoring Experiment // J. Geophysical Research. 2001. V. 106. P. 3475–3490. DOI: 10.1029/2000JD900657.
  30. Lamsal L. N., Duncan B. N., Yoshida Y. et al. U. S. NO2 trends (2005–2013): EPA Air Quality System (AQS) data versus improved observations from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) // Atmospheric Environment. 2015. V. 110. P. 130–143. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.03.055.
  31. Lee C., Martin R. V., van Donkelaar A. et al. SO2 emissions and lifetimes: Estimates from inverse modeling using in situ and global, space‐based (SCIAMACHY and OMI) observations // J. Geophysical Research. 2011. V. 116. Article D06304. DOI: 10.1029/2010JD014758.
  32. Levelt P. F., van den Oord G. H. J., Dobber M. R. et al. The Ozone Monitoring Instrument // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2006. V. 44. P. 1093–1101. DOI: 10.1109/TGRS.2006.872333.
  33. Martin R. V. Satellite remote sensing of surface air quality // Atmospheric Environment. 2008. V. 42. P. 7823–7843. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2008.07.018.
  34. Martin R. V., Fiore A. M., Van Donkelaar A. Space-based diagnosis of surface ozone sensitivity to anthropogenic emissions // Geophysical Research Letters. 2004. V. 31. Iss. 6. Article L06120. DOI: 10.1029/2004GL019416.
  35. Munro R., Lang R., Klaes D. et al. The GOME-2 instrument on the MetOp series of satellites: instrument design, calibration, and level 1 data processing — an overview // Atmospheric Measurement Techniques. 2016. V. 9. P. 1279–1301. https://doi.org/10.5194/amt-9-1279-2016.
  36. Ozone Monitoring Instrument (OMI) Data User’s Guide. 2017. https://acp.copernicus.org/preprints/acp-2017-487/acp-2017-487.pdf.
  37. Patel F. Using Sentinel-5P to monitor Air Quality changes since the Coronavirus outbreak: a UK Expert View / National Center for Employee Ownership. 2020. https://www.nceo.ac.uk/article/using-sentinel-5p-to-monitor-air-quality-changes-since-the-coronavirus-outbreak-a-uk-expert-view/.
  38. Platt U. Differential optical absorption spectroscopy (DOAS) // Air monitoring by spectroscopic techniques. Chemical Analysis Series. 1994. Vol. 127. P. 27–84.
  39. Polyakov A., Virolainen Y., Nerobelov G. et al. Six years of IKFS-2 global ozone total column measurements // Remote Sensing. 2023. V. 15. Article 2481. https://doi.org/10.3390/rs15092481.
  40. Richter A., Begoin M., Hilboll A. et al. An improved NO2 retrieval for the GOME-2 satellite instrument // Atmospheric Measurement Techniques. 2011. V. 4. P. 1147–1159. DOI: 10.5194/amt-4-1147-2011.
  41. Sedeeva M., Tronin A., Nerobelov G. et al. Variation of tropospheric NO2 on the territories of Saint Petersburg and Leningrad Region according to remote sensing data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2021. V. 57. P. 669–679. https://doi.org/10.1134/S0001433821200032.
  42. Stammes P. Spectral radiance modelling in the UV-Visible range // Current Problems in Atmospheric Radiation. 2001. P. 385–388.
  43. United Nations Environment Programme: Annual Report. 2021. https://www.unep.org/resources/annual-report-2021.
  44. Vandaele A. C., Fayt C., Hendrick F. et al. An intercomparison campaign of ground-based UV-visible measurements of NO2, BrO, and OClO slant columns: Methods of analysis and results for NO2 // J. Geophysical Research. 2005. V. 110. Iss. D8. Article D08305. 27 p. https://doi.org/10.1029/2004JD005423.
  45. Wallace J. M., Hobbs P. V. Atmospheric science: an introductory survey. 2nd ed. Academic Press, 2006. 504 p.
  46. Zeng J., Vollmer B. E., Ostrenga D. M., Gerasimov I. V. Air quality satellite monitoring by TROPOMI on Sentinel-5P // American Geophysical Union, Fall Meeting. 2018. Article A33J-3280. https://ntrs.nasa.gov/citations/20180008621.
  47. Zhang Q., Boersma K. F., Zhao B. et al. Quantifying daily NOx and CO2 emissions from Wuhan using satellite observations from TROPOMI and OCO-2 // Atmospheric Chemistry and Physics. 2023. V. 23. P. 551–563. https://doi.org/10.5194/acp-23-551-2023.