Аэрозоль стратосферный

Пространственно-временная изменчивость. Для пространственной изменчивости характеристик атмосферного аэрозоля принято выделять вертикальную структуру и широтный ход. На фоне огромного разнообразия вертикальных профилей концентрации и функций распределения частиц по размерам наблюдаются достаточно устойчивые тенденции, которые позволяют рассматривать отдельно тропосферный аэрозоль, стратосферный аэрозоль, аэрозоль верхней атмосферы. Содержание аэрозоля в тропосфере в среднем убывает с высотой, сосредоточиваясь преимущественно в нижнем 2—3-километровом слое. Именно в этом слое атмосферы сосредоточена основная часть грубодисперсного аэрозоля и суб-микронная фракция. Далее выделяется повышенной концентрацией субмикронной фракции частиц стратосферный слой, обнаруженный Юнге [22] и часто называемый его именем. Оптические наблюдения с космических кораблей позволили обнаружить также аэрозольный слой на высотах 40—50 км, возможно, возникающий в результате попадания сюда вулканических газов и водяного пара. Содержание аэрозоля в верхней атмосфере связано с захватом земной атмосферой космических частиц различного размера (от 10 г до нескольких тонн) и слабо изучено. Такова грубая картина вертикального распределения аэрозоля по высоте. [c.91]

Например, для стратосферного аэрозоля в [116] получено Og = 1,86, rg = 0,0725 мкм. [c.45]

Рис. 2.13. Распределение стратосферного аэрозоля по размерам.

Положение станций, на которых осуществлялось зондирование стратосферного аэрозоля по данным [100, 102] [c.69]

К наиболее существенной особенности глобального распределения стратосферного аэрозоля относится подобие вертикальных стратификаций в северном и южном полушариях, являющееся отражением общих законов циркуляции атмосферы, а также высокая стабильность формы распределения генеральной фракции аэрозольных частиц (0,1 мкм г 1,0 мкм). Отмечается определенная корреляция общего содержания частиц и высоты тропопаузы в отмеченные периоды спокойной стратосферы, что соответствует теоретическим предпосылкам [100, 117, 119], относящим к этой области основные источники внутриатмосферного синтеза сернокислотного аэрозоля. [c.69]

Говоря о модели вертикального изменения оптических констант аэрозоля (в рамках указанного подхода) следует иметь в виду систематизированные в предыдущем разделе данные о трансформации химического состава с высотой. При этом наибольшие отличия по отношению к приземному аэрозолю следует ожидать в стратосфере и мезосфере, что объясняется специфической природой образования здесь аэрозольных частиц. Сернокислотная природа стратосферного аэрозоля в какой-то мере облегчает прогноз оптических постоянных, достаточно хорошо известных как для сульфата аммония, так и для серной кислоты [55] в широком спектральном интервале. Определенные трудности связаны с тем, что показатель преломления раствора серной кислоты оказывается зависящим как от концентрации раствора, так и от температуры смеси. [c.94]

Оптические свойства стратосферного аэрозоля [c.139]

Стратосферный аэрозоль состоит из нескольких фракций, отличающихся по микроструктуре и химическому составу. Результаты измерений микроструктуры стратосферного аэрозоля указывают [c.139]

Рис. 4.14. Вертикальные профили оптической плотности на длине волны 0,55 мкм для различных фракций стратосферною аэрозоля (/—5 — согласно табл. 4.8).

Рис. 4.15. Спектральные коэффициенты ослабления для различных фракций стратосферного аэрозоля (/—5 — согласно

Основной вклад в изменчивость обш его содержания аэрозоля вносит слой над тропопаузой, а на высотах более 20 км отмечается высокая стабильность, что можно объяснить существованием устойчивого фона стратосферного аэрозоля. [c.141]

Суммарный коэффициент ослабления для стратосферного аэрозоля на разных высотах может быть получен по данным рис. 4.15 путем суперпозиции различных фракций аэрозоля в соответствии [c.141]

Поляризационные характеристики рассеянного излучения стратосферным аэрозолем были исследованы [40] средствами лазерного зондирования. Проводя измерения всех четырех параметров Стокса для рассеянного назад излучения на разных высотах (до 25 км) было обнаружено, что при переходе от тропосферы к стратосфере знак четвертого параметра Стокса изменяется на противоположный. При этом на всех высотах остальные параметры Стокса отличны от нуля, а степень поляризации с точностью до [c.142]

Суммарная оптическая толща стратосферного аэрозольного слоя не превышает 0,1, что составляет менее 7з тропосферного слоя даже в безоблачной атмосфере с высокой видимостью в приземном слое. Влияние такой оптической толщи на ослабление прямого оптического излучения, естественно, не велико. Однако глобальные масштабы, высокое положение и временная стабильность определяют существенное влияние стратосферного аэрозольного слоя на глобальный климат нашей планеты, а изменения состояния этого слоя (за счет выбросов продуктов извержения вулканов, последствий массовых полетов реактивных самолетов и т. п.) приводят к заметному воздействию на климат. Именно эта климатологическая проблема является причиной многочисленных исследований и прежде всего модельных расчетов по влиянию стратосферного аэрозоля на радиационные характеристики атмосферы и земной поверхности. В отдельных случаях такие исследования направлены на обоснование возможности изменить в разумных пределах климат на обширных пространствах путем воздействия на стратосферный аэрозольный слой [4]. Подробный обзор исследований в этом направлении и анализ результатов этих исследований содержится в монографии К. Я. Кондратьева [19]. Приведем некоторые из полученных в процессе этих исследований результатов, которые представляют несомненный интерес с точки зрения оптических свойств стратосферного аэрозоля. [c.142]

Влияние стратосферного аэрозоля одновременно на потоки коротковолновой и длинноволновой радиации исследовано в работе [36]. Из этой работы следует, что мелкие (а 0,5 мкм) и и крупные (а 1 мкм) частицы сильнее влияют на перенос длинноволновой радиации, чем коротковолновой, что приводит к эффекту потепления у земной поверхности. Частицы промежуточных размеров, наоборот, вызывают эффект выхолаживания. С учетом известных данных о том, что размеры частиц с радиусом от 0,1 до 1 мкм являются основными в стратосфере, следует считать эффект выхолаживания определяющим при увеличении содержания стратосферного аэрозоля. В целом влияние стратосферного аэрозоля на глобальный климат нельзя считать надежно изученным. В заключении монографии К. Я. Кондратьева [19] обоснованно отмечается, например, что до сих пор высказывались лишь отдельные догадки о возможных путях воздействия стратосферного аэрозоля на облака , а это воздействие является наиболее существенным, так как именно облака регулируют главным образом радиационный режим нашей планеты. [c.143]

Рассмотренный электрооптический эффект, связанный с воздействием электрического поля на рассеивающие свойства сферических анизотропных частиц, имеет важное значение при решении задач распространения оптического излучения в атмосферном аэрозоле. Влиянием этого эффекта удается интерпретировать, например, существенную деполяризацию излучения, отмеченную при лазерном зондировании ряда облачных образований, стратосферного аэрозоля, морского аэрозоля в приводном слое. [c.174]

В последние годы заметно расширилось применение двухчастотных лидаров для изучения атмосферных аэрозолей и прежде всего аэрозолей нижней стратосферы. В значительной степени это обусловлено необходимостью оценить возможное влияние антропогенных факторов на состояние стратосферы и выяснить ту роль, которую играют стратосферные аэрозоли на климат планеты. Лидары, использующие в качестве источника стандартные генераторы на 1,06 мкм и их вторые гармоники, обеспечивают потолок зондирования вплоть до 30 км [26]. В пределах настоящего раздела мы рассмотрим результаты подобного зондирования, акцентируя основное внимание, естественно, на методике обращения получаемой оптической информации в рамках изложенного выше параметрического подхода. В основу положены данные, приведенные в работе [26], связанной с систематическим зондированием атмосферы в пределах высот 9—30 км в период с мая по октябрь 1983 г. В это время на состоянии стратосферы сказывалось влияние дисперсных выбросов, сопутствовавших извержению [c.103]

НИП-1. Исследование процессов обмена между стратосферным и тропосферным озоном, а также пространственно-временной корреляции между озоном и аэрозолем с использованием лидарных измерений их профилей в тропосфере и нижней стратосфере. [c.207]

Разнообразие и пространственно-временная изменчивость микрофизических и макрофизических характеристик, а также химического состава аэрозольных частиц определяют сложность описания оптических свойств атмосферного аэрозоля. В основу классификации оптических свойств принято закладывать глобальное распределение аэрозоля и выделять собственно тропосферный аэрозоль, стратосферный аэрозоль, аэрозоль верхней атмосферы. В свою очередь, в тропосфере визуально различаются следующие аэрозольные образования атмосферная дымка, туман и облака. Подробные исследования показывают, что не всегда перечисленные образования имеют однозначное отличие по основным оптическим характеристикам или, наоборот, внутри отдельных образований не всегда имеется однозначное сходство этих характеристик. Чтобы преодолеть обнаруживаемую неоднозначность во многих исследованиях предлагаются различные варианты класси- [c.114]

Остальные природные компоненты атмосферы— аэрозоли, т. е. взвешенные твердые частицы и капельки жидкости. Естественными источниками образования аэрозолей являются брызги морской воды, пыль, поднятая ветром, извержения вулканов аэрозольные частицы образуются также при взаимодействии некоторых газообразных компонентов атмосферы, имеющих естественное происхождение. Твердые частицы диаметром менее 100 нм встречаются главным образом в тропосфере, где время их пребывания не достигает по имеющимся данным и двух недель в основном эти аэрозоли земного происхождения. Более крупные частицы—100—1000 нм можно обнаружить чаще всего в стратосфере, на максимальной высоте до 18 км, где время их пребывания составляет 2 года и более. Стратосферные аэрозольные частицы образуются по-внднмому, в результате нуклеации малых газовых примесей, особенно газов, содержащих серу, хотя, насколько известно, аэрозоли стратосферы образуются при извержении вулканов. [c.289]

Космические аппараты серии Eos-Aero выводятся на солнечно-синхронные приполярные орбиты высотой около 1000 км с параметрами, совпадающими с параметрами орбиты российского спутника Метеор-ЗМ . Космические аппараты типа Eos-Aero предназначены для изучения хи мического состава атмосферы, а также анализа характеристик тропосферных и стратосферных аэрозолей. Всего запланирован запуск пяти спутников этого типа с расчетным сроком активного существования 3 года. [c.234]

В монографии [ПО] выполнен анализ современных аппаратурных средств исследования стратосферного аэрозоля, включая подробнейшую хронологию развития и использования техники лазерного зондирования. Рассмотрены вопросы химической кинетики внутриатмосферного образования аэрозоля и предложены теоретические модели формирования спектра частиц и его высотной стратификации. Отмечены основные аспекты влияния временных инверсий аэрозольного заполнения на климат планеты. Обстоятельная сводка существующих аналитических моделей функций распределения и результатов натурных измерений f(r) в стратосфере, выполненных средствами самолетного и аэростатного зондирования, приведена в работах [47, 31, 38, 106]. Частично они отражены на рис. 2.13 и 2.16. Следует указать на возросшее количество теоретических работ, посвященных математическому моделированию комплекса физических явлений, сопровождающих процесс внутриатмосферного синтеза субмикронной и тонкодисперсной фракций аэрозольных частиц. Среди них выделяется систематический цикл исследований, выполненный Туном, Турко и др. [117, 119, 120 . Адекватность их моделей проверена в многочисленных сравнительных экспериментах, что позволяет использовать развитую методо- [c.65]

Обстоятельные исследования микрофизических свойств стратосферного аэрозоля, выполненные в [39], дают основания для выбора следующей модели химического состава аэрозольных частиц в атмосфере частицы с г 0,15 мкм — капли 75%-ного раствора Н2504, более крупные частицы — кристаллы сульфатов, в первую очередь (ЫН4)2504 (не исключаются концентрические образования смешанного химического состава). Оптические постоянные указанных соединений заметно различаются, что не может не сказаться на количественной интерпретации сигналов лазерного [c.82]

Стратосферой называется та область атмосферы, которая расположена между тропопаузой (высота 10—12 км) и стратопаузой (высота около 50 км). Присутствие аэрозоля в стратосферном слое атмосферы было замечено по наблюдениям сумеречных явлений уже много столетий назад. Но только во второй половине нашего столетия с применением для исследований баллонов, ракет и ИСЗ складывается достоверная картина распределения и изменчивости стратосферного аэрозоля, в том числе об обнаруженном в 1961 г. Юнге аэрозольном слое на высоте около 20 км. Коэффициент замутненности 5 (отношение коэффициентов аэрозольного рассеяния и рэлеевского) в слое Юнге достигает 1, а в более высоких слоях этот коэффициент снижается до 0,1—0,2. Лишь на высоте около 50 км наблюдается еще один максимум коэффициента замутненности, значения которого могут изменяться в пять раз. Эпизодически наблюдаются так называемые перламутровые облака — аэрозольные образования на высоте 25—30 км с концентрацией несколько ледяных частиц в см [17, 22, 31. [c.139]

Влияние стратосферного аэрозоля на потоки коротковолновой (до 2,5 мкм) и длинноволновой солнечной радиации исследовано наиболее детально. Результаты этих исследований показывают, что эффект потепления или выхолаживания атмосферы за счет стратосферного аэрозольного слоя зависит от альбедо подстилающей поверхности, от зенитного угла Солнца, широты и поглощающих свойств аэрозоля. В частности, из расчетов, приведенных в работе [39], следует, что при альбедо подстилающей поверхности Л=0,1 и зенитном угле Солнца 0о=15° возрастание концентрации аэрозоля приводит к росту коротковолновой отраженной радиации (эффекту выхолаживания) если вероятность выживания кванта Л>0,88. Наоборот, при этих же условиях количество уходящей коротковолновой радиации уменьшается, если Л<0,88. При высоком альбедо поверхности (например, Л = 0,9) имеет место эффект потепления независимо от поглощающих свойств аэрозоля. Расчеты Лютера [41] показали, что аэрозольный слой с оптической толщей 0,109 приводит к увеличению поглощенной в стратосфере коротковолновой радиации вдвое. При меньших оптических толщах изменение лучистого притока тепла примерно линейно зависит от содержания аэрозоля. [c.143]

Вулканы выбрасывают в атмосферу частицы дыма, вулканический пепел, разнообразные по составу аэрозоли, вулканические газы на высоту до 20... 30 км. Среднегодовая масса выбрасов оценивается в (1... 5) 10 т. Самые мелкие частицы сохраняются на протяжении нескольких лет. Химический состав дыма и пылевой материи преимупхественно представлен соединениями кремния (60.. .80 %), сульфатами (10.. .30%), кальцитами (3... 10%), соединениями алюминия, железа, никеля (до 10... 20 7о) [23... 25]. Детальный анализ работ по микрофизике стратосферного аэрозоля, выполненный авторами [47, 54], дает основание полагать, что частицы аэрозоля в стратосфере представляют собой конгломераты, состоящие из ядра и сернокислотной оболочки. Причем, частицы с а 0,15 мкм — капли 75%-ного раствора серной кислоты, более крупные частицы — кристаллы сульфатов, в первую очередь (NH4)2S04. [c.12]

В нижней стратосфере почти всегда наблюдается отчетливо выраженный аэрозольный слой Юнге. Концентрация больших частиц в этом слое достигает единиц в 1 см . Как следует из [17, 23, 25, 33], часто проявляется многослойность вертикальной структуры стратосферного аэрозоля. Отчетливо проявляется широтный ход вертикальных профилей, а также сезонные вариации структуры аэрозоля опускание аэрозольных слоев поздней осенью и сглаживание их, сильное уменьшение загрязненности атмосферы в зимний период [22]. [c.13]

Основные результаты самолетной арктической стратосферной экспедиции, проведенной совместно НАСА и NOAA в период 6 января— 12 февраля 1989 г., рассмотрены в [19]. Для нас представляет интерес.прежде всего та ее часть, которая связана с лазерным зондированием аэрозолей и ПСО. На самолете D -8 был установлен лидар, обеспечивавший зондирование на шести длинах волн 301,5 и 311 нм для зондирования озона 603 и 1064 нм для определения профилей R(H) для аэрозолей и ПСО и 603 и 1064 нм с поляризационными приставками для нахождения степени деполяризации. Распределения указанных параметров получены в результате 15 полетов, каждый протяженностью примерно 8000 км за 10 ч. В результате была охвачена территория между широтами 59° с. и Северный полюс, меридианами 40° з. и 20° в. [c.80]

ПОЯВИТСЯ возможность изучения изменения воздушных масс над водными пространствами, роста аэрозолей и механизма тропо-сферно-стратосферного обмена профили содержания НгО, полученные с борта космического корабля, дадут необходимые данные для моделей метеорологического прогнозирования и рас- лиряет наше понимание радиационных процессов в атмосфере. [c.374]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...