Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 3. С. 47-58
Валидация измерений общего содержания озона с российского спутника «Арктика-М»
А.В. Поляков 1 , Ю.М. Тимофеев 1 , В.Д. Блощинский 2 , П.М. Неробелов 1, 3 , Ю.А. Шамилова 2 , А.В. Бородицкая 2 , Г.М. Неробелов 1 1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Дальневосточный центр НИЦ «Планета», Хабаровск, Россия
3 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН СПб ФИЦ РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 05.03.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-3-47-58
Результаты определения общего содержания озона (ОСО) в вертикальном столбе атмосферы, полученные с помощью измерений прибором МСУ-ГС (многозональное сканирующее устройство гидрометеорологического обеспечения) с борта российского космического аппарата «Арктика-М», сравниваются с независимыми данными. Для сравнения используются данные как наземных измерений приборами Добсона и Брюера, представленные на сайте Всемирного центра данных по озону и ультрафиолетовому излучению WOUDC (англ. World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre), Канада, так и спутниковых измерений прибором TROPOMI (англ. TROPOspheric Monitoring Instrument) с борта спутника Sentinel-5P (англ. Sentinel-5 Precursor). Исследование охватывает период с марта 2023 по октябрь 2024 г. и область севернее 50° с. ш. Данные прибора МСУ-ГС предварительно осреднены по интервалам 1 ч. Сравнение с результатами единичных наземных измерений показало, что средняя разность (СР) двух типов измерений не превышает 8% по абсолютной величине, а стандартное отклонение разности (СОР) — 6,7%. Причём отметим, что для трёх полярных (за полярным кругом) наблюдательных станций СР не превышает 1,1%, а СОР менее 6,3%. Среднедневные (осреднённые за день) результаты измерений МСУ-ГС были сопоставлены со среднедневными данными наземных станций. Для этого сопоставления СР по абсолютной величине оказалась не более 8,2%, а СОР не превосходит 7,7%. Сравнения с данными единичных измерений прибора TROPOMI показали СР 0,2% при СОР 6%. Значимого сезонного и широтного хода разности не обнаружено. Приведены примеры полученного с помощью МСУ-ГС распределения ОСО в околополярной области в сопоставлении с данными TROPOMI, показано удовлетворительное качественное согласие данных двух приборов.
Ключевые слова: атмосферный озон, «Арктика-М», МСУ-ГС, озон в Арктике
Полный текстСписок литературы:
- Асмус В. В., Милехин О. Е., Крамарева Л. С. и др. Первая в мире высокоэллиптическая гидрометеорологическая космическая система «Арктика-М» // Метеорология и гидрология. 2021. № 12. С. 11–26. DOI: 10.52002/0130-2906-2021-12-11-26.
- Блощинский В. Д., Кучма М. О., Кухарский А. В. Определение общего содержания озона в столбе атмосферы по данным КА «Электро-Л» № 3 с использованием нейронных сетей // Исслед. Земли из космоса. 2022. № 4. С. 79–85. DOI: 10.31857/S0205961422040029.
- Крамчанинова Е. К., Успенский А. Б. Мониторинг общего содержания озона в атмосфере по данным российского геостационарного метеоспутника «Электро-Л» // Исслед. Земли из космоса. 2013. № 2. С. 12–18. DOI: 10.7868/S020596141302005X.
- Тимофеев Ю. М., Неробелов Г. М. Спутниковые исследования газового состава атмосферы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2024. Т. 60. № 6. С. 912–946. DOI: 10.31857/S0002351524060056.
- Тимофеев Ю. М., Поляков А. В., Виролайнен Я. А. (2025а) Дистанционные методы измерений содержания озона. 2. Спутниковые методы // Метеорология и гидрология. 2025. № 8. С. 19–42. DOI: 10.52002/0130-2906-2025-8-19-42.
- Тимофеев Ю. М., Поляков А. В., Крамарева Л. С. и др. (2025б) Сравнение оценок общего содержания озона в атмосфере по данным высокоэллиптического спутника «Арктика-М» с наземными наблюдениями и независимыми спутниковыми оценками // Метеорология и гидрология. 2025. № 8. С. 43–53. DOI: 10.52002/0130-2906-2025-8-43-53.
- Шаламянский А. М. Озонометрическая сеть СНГ // Метеорология и гидрология. 1993. № 9. 100–104.
- Bernhard G. H., Fioletov V. E., Grooß J.‐U. et al. Record‐breaking increases in Arctic solar ultraviolet radiation caused by exceptionally large ozone depletion in 2020 // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. Article e2020GL090844. https://doi.org/10.1029/2020GL090844.
- Dameris M., Loyola D. G., Nützel M. et al. Record low ozone values over the Arctic in boreal spring 2020 // Atmospheric Chemistry and Physics. 2021. V. 21. Iss. 2. P. 617–633. DOI: 10.5194/acp-21-617-2021.
- Garane K., Koukouli M.-E., Verhoelst T. et al. TROPOMI/S5P total ozone column data: global ground-based validation and consistency with other satellite missions // Atmospheric Measurement Techniques. 2019. V. 12. Iss. 10. P. 5263–5287. DOI: 10.5194/amt-12-5263-2019.
- Hassler B., Petropavlovskikh I., Staehelin J. et al. Past changes in the vertical distribution of ozone — Part 1: Measurement techniques, uncertainties and availability // Atmospheric Measurement Techniques. 2014. V. 7. Iss. 5. P. 1395–1427. DOI: 10.5194/amt-7-1395-2014.
- Kerr J. B. New methodology for deriving total ozone and other atmospheric variables from Brewer spectrophotometer direct sun spectra // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2002. V. 107. Iss. D23. Article 4731. DOI: 10.1029/2001JD001227.
- Pommereau J.-P., Goutail F., Pazmino A. et al. Recent Arctic ozone depletion: Is there an impact of climate change? // Comptes Rendus Geoscience. 2018. V. 350. Iss. 7. P. 347–353. DOI: 10.1016/j.crte.2018.07.009.
- Stübi R., Schill H., Maillard Barras E. et al. Quality assessment of Dobson spectrophotometers for ozone column measurements before and after automation at Arosa and Davos // Atmospheric Measurement Techniques. 2021. V. 14. Iss. 6. P. 4203–4217. DOI: 10.5194/amt-14-4203-2021.
- Voglmeier K., Velazco V. A., Egli L. et al. The transition to new ozone absorption cross sections for Dobson and Brewer total ozone measurements // Atmospheric Measurement Techniques. 2024. V. 17. Iss. 8. P. 2277–2294. DOI: 10.5194/amt-17-2277-2024.
- Wohltmann I., von der Gathen P., Lehmann R. et al. Near-complete local reduction of Arctic stratospheric ozone by severe chemical loss in spring 2020 // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. Iss. 20. Article e2020GL089547. https://doi.org/10.1029/2020GL089547.