Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія, №. 67, c. 57-64 (2023)
АЕРОЗОЛЬНІ ЧАСТИНКИ У СТРАТОСФЕРІ: ПОХОДЖЕННЯ, ВМІСТ І ХАРАКТЕРИСТИКИ
Василь ДАНИЛЕВСЬКИЙ, канд. фіз.-мат. наук, старший дослідник
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
Альона МОЗГОВА, канд. фіз.-мат. наук
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
Абстракт
Земна атмосфера є одним з ключових елементів сонячно-земних зв’язків, перерозподіляючи потік енергії сонячного короткохвильового електромагнітного проміння та створюючи так званий парниковий ефект. Публікація актуалізує питання дослідження аерозолю у стратосфері Землі та висвітлює основні проблеми кількісного визначення кліматичних ефектів аерозолів. Стратосфера є важливою частиною земної атмосфери, яка має істотний вплив на клімат Землі як планети. Аерозольні частинки у стратосфері, незважаючи на їхню низьку там концентрацію порівняно з тропосферою, також можуть відігравати певну роль у формуванні клімату. Проблеми, пов’язані зі зміною клімату у сучасну епоху, спонукають до пошуків можливих механізмів інженерного впливу на стан атмосфери, зокрема й шляхом штучного збільшення вмісту аерозолів у стратосфері. Тому неперервний моніторинг стану аерозольного шару, зокрема у стратосфері, є одним із актуальних напрямків наукових досліджень. У статті наведено огляд дистанційних методів дослідження аерозольних частинок у стратосфері з поверхні Землі та з навколоземної орбіти, підкреслено важливість визначення оптичних характеристик усього аерозольного шару у ній, зокрема коефіцієнта екстинкції та оптичної товщини, а також необхідність визначення розподілу аерозольних частинок за розмірами та комплексного показника заломлення. У публікації подано огляд робіт, в яких наведені значення зазначених параметрів, одержані різними методами та в різних місцях земної поверхні. Розглянуті спостережні дані найчастіше є просторово усередненими за тривалий час. Незважаючи на ще недостатню точність сучасних засобів досліджень аерозолів у стратосфері, їхні результати показують, що вміст аерозольних частинок у стратосфері змінюється в значних межах і залежить головним чином від вулканічної активності. У статті проаналізовано вже відомі дані про значення оптичних характеристик аерозолю, зокрема його оптичної товщини, яка у діапазоні висот від тропосфери до приблизно 30 км у короткохвильовій частині оптичного спектра за порядком величини може становити 0,001–0,01, навіть після вулканічних вивержень. Тільки дуже потужні виверження, наприклад, вулканів Ель Чічон чи Пінатубо, можуть збільшити цю величину до 0,1–0,3, однак такі виверження трапляються рідко, з проміжками у багато років. У роботі зазначається про важливість підвищення точності вимірювань і удосконалення методів розв’язання обернених задач для оцінки кліматичних ефектів стратосферних аерозолів. Узагальнені оцінки оптичної товщини для різних ділянок спектру та інших характеристик аерозолів у стратосфері, наведені у статті, визначають вимоги до конструкції й параметрів приладів для підвищення ефективності цих досліджень.
Ключові слова
Стратосфера, аерозольні частинки, екстинкція, аерозольна оптична товщина, дистанційні дослідження, вулканічні виверження.
DOI: