ОПТИМИЗАЦИЯ СОЛНЕЧНО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ В ТЕЧЕНИЕ СВЕТЛОГО ДНЯ

Наземные измерения атмосферного аэрозоля в основном осуществляются с помощью солнечных фотометров. Получаемые с помощью этих измерителей результаты позволяют изучать влияние аэрозоля на величину оптической радиации поступающей на поверхность Земли, создавать физико-химические модели атмосферы, осуществлять валидацию спутниковых данных и проводить атмосферную коррекцию этих данных. При проведении измерений прямой солнечной радиации на вход фотометра также поступает оптический сигнал типа “рассеяние вперед”. Если атмосфера достаточно сильно загрязнена аэрозолем и зенитный угол Солнца достаточно велик, то погрешность измерения оптической плотности аэрозоля может достичь значительной величины. С учетом вышеизложенных результатов известных экспериментальных исследований актуальным оказывается разработка методики оптимальных измерений аэрозоля в течение солнечных часов дня, когда зенитный угол Солнца изменяется в больших пределах. Статья посвящена вопросам оптимизации дневных солнечно-фотометрических измерений оптической плотности атмосферного аэрозоля. С одной стороны, увеличение AOD приводит к увеличению радиации типа “рассеяние вперед”. С другой стороны, с увеличением AOD происходит уменьшение прямой солнечной радиации, что в свою очередь, приводит к уменьшению радиации типа “рассеяние вперед”. Как результат, рассеянное вперед излучение имеет максимум от AOD, зависящий от длины волны на основе результатов известных экспериментальных исследований погрешности измерений AOD, возникающей из - за влияния рассеяния аэрозольными частицами солнечного излучения в направлении вперед сформулирована задача оптимизации серий таких измерений. В результате решения этой задачи получена функциональная зависимость отношения прямого и диффузного радиаций от косинуса зенитного угла, при которой среднее значение погрешности измерения AOD достигает минимальной величины. Дано математическое решение указанной задачи.

аэрозоль, оптическая плотность, погрешность, рассеяние, солнечная радиация, атмосфера, фотометр, зенитный угол прямая радиация, диффузная радиация

1. Braslau N., Dave J.V. Effect of aerosols on the transfer of solar emery through realistic model atmospheres. Partly absorbing aerosols// J. Appl. Meteor. - 1973. - Vol. 12. - P. 616-619.

2. Grassl H. Calculated circumsolar radiations as a function of aerosol type, field of view, wavelength, and optical depth // Appl. Opt. - 1971. - Vol. 10. - P. 2542-2543.

3. Kitakoga S., Inoue Y., Kuji M., Hayasaka T. Characteristic of aerosol properties of haze and yellow sand examined from SKYNET measurements over East China Sea // J. Meteor. Soc. Japan. - 2014. - Vol. 92A. - P. 57-69.

4. Kaufman Y.J., Tanre D., Remer L.A., Vermote E.F., Chu A., Holben B.N. operational remote sensing of tropospheric aerosol over land from EOS moderate resolution imaging spectroradiometer // J. Geophys. Res. - 1997. - Vol. 102(D4). - No. 12. - P. 17.051-17.067. doi:1029/96JD03988.

5. Li Z., Zhao X., Kahn R., Mishchenko M., Remer L., Lee K-H., Wang M., Laszlo I., Nakajima T., Maring H. Uncertainties in satellite remote sensing of aerosols and impact on monitoring its long - term trend: a review and perspective // Ann. Geophys. - 2009. - Vol. 27. - P. 2755-2770. doi:10.5194/angeo-27-2755-2009.

6. Guide to meteorological instruments and methods of observation // World meteorological Organization (WMO). - 2012. - No. 8. - P. 211.

7. Holben B.N. A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. - 1998. - Vol. 66. - P. 1-16. doi:10.1016/S0034-4257(98)00031-5.

8. Zhao F., Tan Y., Li Z., Gai C. The effect and correction of aerosol forward scattering on retrieval of aerosol optical depth from Sun Photometer measurements // Geophysical Research Letters. - 2012. - Vol. 39. doi:10.1029/2012GL052135.

9. Sinyuk A., Holben B.N., Smirnov A., Eck T.F., Slutsker I., Schafer J.S., Giles D.M., Sorokin M. Assessment of error in aerosol optical depth measured by AERONET due to aerosol forward scattering // Geophysical Research Letters. - 2012. - Vol. 39. doi:10.1029/2012GL053894.

10. Асадов Х.Г. Вопросы оптимизации изоморфно голономных информационно - измерительных систем / Х.Г.Асадов, С.Н. Абдуллаев, У.Х. Тарвердиева // Известия вузов. Электромеханика. - 2020. - Т. 6. - С. 51-56.