Разработка региональных оптико-микрофизических моделей атмосферного аэрозоля тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ8 0/1

1 !а правах р\ кошки

ГЬгтелина Светлана Владисдавпа

РАЗРАЬОТЕА РЕГИОНА. ! ЬГТЫХ ОПТИК'О - МИКРОФИЗИЧЕСКИ'Х МОДЕЛЕЙ АТМОСФЕР1Ю1 О АЭРОЗОЛЯ

Специальность 01.04.05 - Оптика

А В Г О Р Е Ф Е. Р А Г

диссеркшип на соискание ученой аеменн каидида 1 а фтико-ма! емагически.ч паук

Томск - 1997

Работа выполнена в Астрофизическом инсти туте им. В.Г. Фетисова и в Институте космических исследований Министерства науки - Академии наук Республики Казахстан.

Научные руководители: академик АН РК,

доктор физико-математических наук, профессор Султангазип У.М.,

доктор физико-математических паук, профессор Павлов В.Е.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Панченко М.В.

доктор физико-математических наук, профессор Самохвалов И.В.

Ведущая организация: Институт Физики атмосферы РАН

Защита диссертации состоится « 25 » декабря 1997 г. 15 14.30 на заседании специализированного Совета К. 063.53.03 но защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук при Томском государственном университете (634010, г. Томск, пр. Ленина, 36, корпус 2, к. 115).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан «21 » ноября 1997 г.

Ученый секретарь специализированного Совета: м^С'ИЛО ДейковаГ.М.

Актуальность темы

Аэрозоль является одной из основных составляющих атмосферы, которая оказывает значительное влияние на различные атмосферные процессы. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации, необходимыми для образования облаков и туманов, являются одной из причин изменения теплового баланса атмосферы, влияют на экологическое состояние воздушного бассейна. Процессы рассеяния и поглощения излучения частицами атмосферного аэрозоля ухудшают контраст и изменяют цвет изображений земной поверхности, получаемых с искусственных спутников. Поэтому усовершенствование методов исследования атмосферного аэрозоля и разработка аэрозольных моделей атмосферы являются актуальными для решения задач экологии, климатологии и дистанционного зондирования земной поверхности с космических аппаратов.

Накопленный к настоящему времени большой объем экспериментальных данных по оптическим и микрофизическим параметрам аэрозоля позволил разработать глобальные аэрозольные модели атмосферы. В то же время, аэрозоль обладает большой пространственно-временной изменчивостью, что приводит к необходимости разработки региональных аэрозольных моделей, учитывающих особенности конкретной местности. В частности, для решения многих задач экологии, климатологии и дистанционного зондирования предпочтительно использовать именно региональные модели.

Разработка региональных моделей атмосферного аэрозоля для Казахстана приобрела особую актуальность в связи с организацией центра приема и обработки космической информации, корректная интерпретация которой невозможна без учета искажающего влияния

атмосферы. Большое значение имеет создание таких моделей для плотно населенного и хозяйственно развитого региона г. Алматы и Алматинской области, для которого характерно большое число источников генерации аэрозоля и разнообразие типов подстилающей поверхности (включая такие труднодоступные участки, как ледники, снеговые поля, горные реки). Поэтому разработка аэрозольных моделей атмосферы именно для этого региона актуальна для задач диагностики с ИСЗ водозапаса, состояния почв и растительного покрова, а так же для оценки сельскохозяйственных площадей и прогноза урожайности.

Целью работы является:

- разработка метода определения оптической толщины и индикатрисы рассеяния атмосферного аэрозоля по индикатрисам яркости безоблачного неба, измеренным в солнечном альмукантарате, с учетом процессов многократного рассеяния и отражения света от подстилающей поверхности;

- определение микрофизических параметров приземного аэрозоля из измеренных аэрозольных спектральных оптических характеристик в приближении однородных сферических частиц;

- разработка региональных оптических и микрофизической моделей атмосферного аэрозоля для Юго-Восточного Казахстана, необходимых для проведения атмосферной коррекции данных дистанционного зондирования земной поверхности с искусственных спутников;

- исследование влияния антропогенного аэрозоля на деформацию контуров теллурических линий атмосферных газов в облачной атмосфере и разработка метода наземного определения оптической толщины поглощения облака.

Научная новизна работы:

- впервые исследована зависимость угла рассеяния, для которого легко решается задача определения аэрозольной оптической толщины по яркости неба в солнечном альмукантарате, от области спектра, альбедо подстилающей поверхности и фактора мутности атмосферы с учетом процессов многократного рассеяния и отражения от подстилающей поверхности;

- разработана новая методика определения аэрозольной оптической толщины и индикатрисы рассеяния по индикатрисам яркости безоблачного неба, измеренным в солнечном альмукантарате, на основе численного решения уравнения переноса излучения;

- показана возможность использования теории рассеяния Ми для определения микрофизических параметров аэрозоля из измеренных аэрозольных спектральных оптических характеристик с точностью до 70-90% в зависимости от области спектра:

- впервые рассчитана деформация контура теллурической линии кислорода я спектре облачного неба, вызванная наличием слабого неселективного поглощения в облаке, и предложен наземный способ определения оптической толщины поглощения для плоско-стратифицированного полупрозрачного облака.

Теоретическая н практическая ценность работы: - предложенная новая методика определения аэрозольной оптической толщины и индикатрисы рассеяния по индикатрисам

яркости неба даст возможность с хорошей точностью находить оптические характеристики аэрозоля в тех случаях, когда не могут быть использованы другие методы;

- установленная величина деформации контуров теллурических линий атмосферных газов, вызываемая слабым неселективным поглощением света в облаке, указывает на необходимость учета этого явления при оценке оптической толщины рассеяния и исследовании облачной атмосферы в линиях и полосах поглощения;

- разработанные региональные оптические модели фонового аэрозоля для горных и равнинных условий, будут использованы для проведения атмосферной коррекции данных дистанционного зондирования земной поверхности из космоса и, тем .самым, для решения практических задач оценки состояния и прогноза урожайности сельскохозяйственных культур, мониторинга экологического состояния почв и растительного покрова, землепользования и т. д.;

- микрофизическая модель аэрозоля городской дымки будет использована для решения экологических задач, а также для расчетов влияния аэрозоля антропогенного происхождения на величину радиационных потоков и оценки его роли в формировании регионального климата;

- предложенный способ наземного определения оптических толщин рассеяния и поглощения плоско-стратифицированного полупрозрачного облака является более простым и технически доступным по сравнению с другими существующими методами, и может использоваться для решения задач экологии, климатологии и метеорологии.

На защиту выносятся:

1. Методика определения аэрозольной оптической толщины рассеяния и аэрозольной индикатрисы рассеяния из яркости неба, измеренной в солнечном альмукантарате, в видимой и ближней ИК области спектра.

2. Методика оценки микрофизических параметров частиц аэрозольных фракций по спектральным значениям аэрозольных степени поляризации, коэффициентов рассеяния и индикатрис рассеяния.

3. Региональные оптические модели атмосферного аэрозоля для предгорий Юго-Восточного Казахстана и микрофизическая модель аэрозоля городской дымки.

4. Вывод о деформации контуров теллурических линий поглощения атмосферных газов в спектре облачного неба из-за наличия в облаках поглощающих аэрозольных частиц, а так же способ наземного определения оптических толщин рассеяния и поглощения плоско-стратифицированного полупрозрачного облака.

Достоверность полученных результатов обеспечивается:

- использованием апробированных методов (метода сферических гармоник для численного решения уравнения переноса излучения в

атмосфере и теории рассеяния Ми) для расчетов индикатрис яркости неба и аэрозольных оптических характеристик;

- использованием многолетнего экспериментального материала при построении оптической и микрофизическон моделей аэрозоля;

- удовлетворительным согласованием модельных микрофизических параметров аэрозоля, выделенных из его оптических характеристик, с экспериментальными.

Личный вклад соискателя состоит в анализе и систематизации многолетпего экспериментального материала, полученного сотрудниками АФИФ МН-АН РК и АГУ им. Абая, участии в получении и обработке данных оптических наблюдений в 1996 г., создании

s

компьютерных программ расчета оптических характеристик аэрозоля по теории рассеяния Ми и модификации программ численного решения уравнения переноса излучения, разработке нового метода определения аэрозольных оптических характеристик из индикатрис яркости неба, разработке методик и алгоритмов определения оптических и микрофизических параметров аэрозоля из имеющихся экспериментальных данных, а также разработке региональных моделей атмосферного аэрозоля.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на международной конференции Nato Advanced Research Workshop (Апатиты, 1993); 1-й международной аэрозольной конференции (Москва, 1993); 1-м межреспубликанском симпозиуме "Оптика атмосферы и океана" (Томск, 1994); международной конференции по физике солнечно-земных связей (Алма-Ата, 1994); на международной конференции "Актуальные проблемы математики и математического моделирования экологических систем" (Алма-Ата, 1996); на конференции «Математическое моделирование в естественных науках» (Алма-Ата, 1997), на международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли» (Санкт-Петербург, 1997 г.)

Работа в целом представлялась на научных семинарах Астрофизического института и института Космических исследовашш МН-АН РК (г. Алматы), на объединенном научном семинаре лаборатории Экологии атмосферы института Водных и Экологических Проблем и лаборатории Аэродисперсных систем НИИ Экологического Мониторинга (г. Барнаул), на объединенном научном семинаре лабораторий Оптики аэрозоля, Оптической погоды и Атмосферной

радиации института Оптики Атмосферы СО РАН (г. Томск), на объединенном научном семинаре отделов Фотоники молекул и Оптической диагностики Сибирского Фнзико-Технического института и кафедры Оптики и спектроскопии ТГУ (г. Томск), на семинаре отдела Контроля Атмосферы Оптическими Методами института Физики Атмосферы РАН (г. Москва).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 155 наименований, содержит 147 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 27 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цель работы и основные защищаемые положения, кратко излагается содержание работы.

В первой главе приведен обзор существующих методов определения оптической толщины и индикатрисы рассеяния аэрозоля по яркости неба. Показано, что эти методы не позволяют с достаточной точностью выделять оптические характеристики аэрозоля из индикатрис яркости.

Для определения аэрозольной оптической толщины рассеяния Та,р в разделе 1.2 предложен новый метод, основанный на подгонке модельной индикатрисы яркости к экспериментальной методом итераций. Подгонка осуществляется в области определенных углов рассеяния ф', рассчитанных в видимой и ближней ИК области спектра для возможных вариаций альбедо поверхности и факторов мутности Т=2, Т=3, н Т=4, путем численного решения уравнения переноса излучения в плоско-стратифицированной атмосфере. При этом

1(1

оптические толщины молекулярного рассеяния и поглощения озоном считаются известными, а альбедо поверхности ц и вероятность выживания кванта оцениваются по известным моделям с учетом особенностей района проведения оптических измерений.

Сравнение тар, определенных по индикатрисам яркости предложенным методом, с аэрозольными оптическими толщинами та ь, измеренными методом Бугера, показало совпадение этих величин в пределах 5%. Численные оценки точности предложенного метода показали, что наибольшие погрешности определения могут

достигать 12% в видимой и 10% в ближней ИК области спектра при доверительной вероятности 0.95. Эта точность сравнима с точностью измерения та,Р классическими методами Бугера и "внеатмосферного блеска Солнца", на основании чего сделан вывод, что предложенный метод может быть использован для определения из индикатрис яркости, измеренных в солнечном альмукантарате, в тех случаях, когда не соблюдается условие оптической стабильности атмосферы, или когда не проведена необходимая калибровка измерительной аппаратуры.

В разделе 1.3 изложен новый метод определения аэрозольной индикатрисы рассеяния ца(ф) из интенсивности рассеянного солнечного излучения. Метод основан на том, что при известных оптических толщинах молекулярного и аэрозольного рассеяния, аэрозольного поглощения и поглощения озоном, а также при известном альбедо подстилающей поверхности, интенсивность рассеянного излучения зависит только от одной неизвестной величины - аэрозольной индикатрисы рассеяния. Следовательно, варьируя значения ца(ф) при разных углах рассеяния и вычисляя для этой Ца(ф) интенсивность рассеянного излучения путем решения уравнения переноса, можно

подобрать такую аэрозольную индикатрису, которая будет обеспечивать совпадение вычисленной интенсивности с измеренной с некоторой заданной точностью.

Численный эксперимент показал, что погрешность определения иа(ф) зависит от длины волны X и угла рассеяния гр, а именно: погрешность не более 10% достигается для углов ср менее 120°; для углов более 120° погрешность составляет от 15% для Х=0,910 мкм до 40% для Х=0,547 мкм. Для л<0,5 мкм интенсивность рассеянного излучения практически не зависит от вариаций аэрозольной индикатрисы при больших углах рассеяния.

Используя предложенные способы определения аэрозольных оптических характеристик по яркости неба и многолетний архив экспериментальных данных (порядка 250 спектральных значений индикатрис яркости безоблачной атмосферы), рассчитаны средние региональные аэрозольные оптические толщины рассеяния и поглощения, а также аэрозольные индикатрисы рассеяния в видимой и ближней ИК областях спектра, характерные для рассмотренных областей Юго-Восточного Казахстана. Отмечено, что для территории Астрофизического института систематически наблюдается аномальный спекгральный ход аэрозольной оптической толщины, что может быть связано со значительным преобладанием частиц одной фракции.

Средние спектральные аэрозольные оптические толщины рассеяния та,р для Астрофизического института (АФИ) им. В.Г. Фесенкова МН-АН РК, Аксайского ущелья и пос. Кирбалтабай приведены на рис. 1 (вертикальные отрезки - доверительные интервалы при доверительной вероятности 0.9).

0.18

0.10

0.14

о_0.12 ст

М

0.10

0.08 0.06 0.04

+ ->+ + + АФИ

ооооо Аксайское ущелье пос. Кирбалтабай

I I I I I I I I I I I I I- I I | | I . I I I | | I

0.3

0.4

0.5 0.6 ^, мкм

0.7

0.8

Рис. 1.

Средние аэрозольные оптические толщины рассеяния та,Р (вертикальные отрезки - доверительные интервалы при доверительной вероятности 0.9) для Астрофизического института (АФИ), Аксайского ущелья и пос. Кирбалтабай.

Во второй главе рассмотрена задача согласования микрофизических параметров аэрозоля приземного слоя г. Алматы, измеренных в течение нескольких дней во время проведения комплексного эксперимента АНЗАГ-87, со средними аэрозольными оптическими характеристиками, полученными в течение ряда лет сотрудниками АФИФ МН-АН РК для летнего и осенне-зимнего периодов.

Составлены компьютерные программы для расчета оптических характеристик аэрозольных частиц в приближении однородных сфер

Ми. При этом функция распределения .частиц по размерам выбрана в виде логнормального распределения:

^(10) сх УОУ/О

где N0 - число частиц, рм - параметр размера для медианного радиуса г,„ а - полуширина функции распределения.

Вычислены спектральные оптические характеристики как отдельных фракций аэрозольных частиц, так и всего полидисперсного ансамбля при возможных вариациях микрофизических параметров, .уцененных на основе литературных данных. Это позволило определить чувствительность аэрозольных оптических характеристик к тем или яным микрофизическим параметрам в зависимости от области спектра, 1 также оценить вклад мелких сажевых частиц и сильно поглощающих ;убмикронных частиц-агрегатов в оптические характеристики аэрозоля л учесть зависимость комплексного показателя преломления частиц от относительной влажности воздуха.

По результатам согласования «оптики» и «микрофизики» определены микрофизические параметры полидисперсного аэрозоля счетная концентрация, комплексный показатель преломления, медианные радиусы и функция распределения частиц по размерам) из «меренных аэрозольных спектральных оптических характеристик. Тем ;амым уточнена и дополнена микрофизическая модель аэрозоля для г. \лматы, предложенная профессором Л.С. Ивлевым на основании >езультатов эксперимента АНЗАГ-87.

Сравнение микрофизических параметров аэрозоля для осенне-ммнего периода, определенных из его оптических характеристик, с жспериментальными, измеренными во время проведения комплексного жсперимента АНЗАГ в октябре-декабре 1987 г. показало, что

погрешность определения мнкрофизических параметров составляет 30% и менее, если оптические измерения проведены не менее чем в 5-ти спектральных участках, а также использованы следующие критерии:

1. Совпадение углового и спектрального хода модельной и экспериментальной степени поляризации в пределах двух интервалов доверительных значений для экспериментальных данных.

2. Совпадение модельного и экспериментального коэффициентов рассеяния для длины волны 0,5 мкм в пределах 5% ошибки (для этой длины волны имеется наиболее репрезентативный набор экспериментальных данных).

3. Совпадение модельной и экспериментальной индикатрис рассеяния в пределах 15% ошибки.

Микрофизические параметры полидисперсного аэрозоля городской дымки, определенные с использованием этих критериев для летнего и осенне-зимнего периодов, приведены в таблице 1. При этом относительная влажность воздуха составляет 45-60% для летнего периода и 70-90% - для осенне-зимнего периода.

Таблица 1

Микрофизическая модель городского аэрозоля для летнего и осенне-зимнего периодов: - число частиц в каждой фракции, гм - медианные радиусы фракций, а, - полуширины функций распределения

N01, см"3 гм, мкм а,

лето осень-зима лето осень-зима лето осень-зима

Фракция 1 400000 100000 0,025 0,035 1,8 1,6

Фракция 2 5500 9500 0,1 0,15 1,7 1,6

Фракция 3 60 90 0,7 0,7 1,8 1,8

Фракция 4 0,2 0,2 2,0 1,8 2,0 1,7

Сажа 100000 110000 0,025 0,025 1,8 1,8

Агрегаты - 50 - 0.8 - 2.0

В третьей главе изложены результаты численного моделирования процессов рассеяния и поглощения солнечного излучения в плоско-стратифицированном облаке, содержащем поглощающие аэрозольные частицы.

Рассчитана деформация контуров теллурических линий атмосферных газов (на примере линии кислорода в зеленой области спектра), вызванная наличием слабого неселективного поглощения излучения облачными каплями. Показано, что даже очень слабое поглощение в облаке (когда вероятность выживания кванта для облачных частиц составляет порядка 0,9995) приводит к изменению контура линии поглощения: линия становится менее глубокой. На рисунке 2 приведены результаты расчетов интенсивности солнечного излучения в линии кислорода для непоглощающего (а) и поглощающего (б) облака при разных оптических толщинах рассеяния. При этом значение интенсивности в линии / нормировано на значение интенсивности вне линии /«.

Деформация контура линии может быть объяснена тем, что некоторая доля световых квантов в результате поглощения не участвует в процессе рассеяния, и, следовательно, не вносит свой вклад в формирование контура. Так, для случая, когда облако толщиной 1 км расположено на высоте от 2-х до 3-х км, интенсивность на дне линии уменьшается по сравнению со случаем чистого рассеяния следующим образом: для тоб1=20 - на 3%, для т1Лл=80 - на 6%, для хоб1=150 - на 11%. Поскольку полосы поглощения атмосферных газов состоят из отдельных линий, то можно сделать вывод, что наличле в облаке аэрозольных частиц может влиять на форму контура полосы поглощения. Следовательно, этот эффект необходимо учитывать при

проведении оптических исследований в полосах поглощенш атмосферных газов.

\

1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

а б

% щ J

V 4 \ Ji 'Л

? - 1

LH3-E В-В ' - Z - 3 - 4

\>усл.ед.

Рис. 2.

Относительный контур линии кислорода в спектре облачного неба без поглощения (а) и с поглощением (б) для оптических толщин рассеяния облака: 0 (кривая 1), 20 (кривая 2), 80 (кривая 3) и 150 (кривая 4).

Также рассмотрен вопрос об определении оптических толщин рассеяния и поглощения облака из наземных измерений интенсивности прямого и рассеянного солнечного излучения. Численные расчеты показали, что для полупрозрачного плоско-стратифицированного облака как однократно, так и многократно рассеянное излучение имеет отчетливо выраженную угловую структуру в области малых углов рассеяния. Это позволило выделить долю однократно рассеянного излучения и предложить следующую методику определения оптической толщины экстинкции облака:

1)В безоблачной атмосфере с помощью спектрометра или фильтрового фотометра измеряются спектральные поток"» прямой

:олнечной радиации FÀ при разных атмосферных массах. Методом эугера выводится внеатмосферная величина F0.>..

2) В дни наличия полупрозрачной облачности на том же приборе и 1 тех же единицах измеряется суммарный поток радиации Фл и потоки >адиации Ф*(1°), Фл(1,5"), ... Ф>.(3") расссян!юй под малыми углами, а ;атем путем экстраполяции находится значение Ф>.(0П)-

3) Поток FÀ прямого солнечного излучения, пропущенного »блаком, определяется как разность: F, ФЛ-Ф;.(0°), а оптическая олщина облака, согласно закону Бугера-Ламберта, равна:

1\ Л*< Л", ^S ^.я — te ^ А. /

т0 = 0,4343---т

sec(r0)

де т' - типичная для данной местности оптическая толщина экстинкции безоблачной атмосферы.

На основании численных расчетов получено, что имеет место

ущественная зависимость 1(ц>) от со и слабая зависимость от облачной ндикатрисы в области углов рассеяния 40"-80°. Следовательно, (егодика определения о> может быть сведена к сопоставлению змеренных и расчетных значений 1(<р) при известной оптической олщине экстинкции т„.

В заключении приведены основные результаты работы и

деланные выводы:

1. На основе результатов численного решения уравнения переноса злучения в атмосфере определены углы рассеяния, для которых ндикатриса яркости неба в солнечном альмукантарате практически не ависит от формы аэрозольной индикатрисы рассеяния и для которых егко решается задача определения аэрозольной оитической толщины

рассеяния, в зависимости от области спектра, альбедо подстилающей поверхности и фактора мутности атмосферы. Предложен новый мето^ определения оптической толщины и индикатрисы рассеяния атмосферного аэрозоля из индикатрис яркости неба, измеренных в солнечном альмукантарате, с учетом процессов многократного рассеяния и отражения света от подстилающей поверхности. С использованием этого метода обработан массив экспериментальных данных (порядка 250 спектральных индикатрис яркости), полученный за период 1971-1996 гг. в Юго-Восточном Казахстане, и разработаны региональные оптические модели атмосферного аэрозоля, которые будут использованы для проведения атмосферной коррекции данных дистанционного зондирования земной поверхности, получаемых с космических аппаратов.

2. Используя теорию рассеяния Ми, методом подгонки решена обратная задача восстановления микрофизических параметров аэрозоля из измеренных спектральных аэрозольных оптических характеристик. Погрешность восстановления составляет до 20% для летнего периода и до 30% - для осенне-зимнего периода. На основе многолетних экспериментальных данных по оптическим характеристикам аэрозоля в приземном слое г. Алматы, разработана микрофизическая модель аэрозоля городской дымки. Модель содержит спектральные значения комплексного показателя преломления и функцию распределения частиц по размерам для летнего и осенне-зимнего периодов.

3. На основании численного моделирования процессов переноса излучения в облачной атмосфере показано, что даже очень слабое поглощение в облаке (когда вероятность выживания кванта для облачных частиц составляет порядка 0,995) приводит к заметной деформации контуров ненасыщенных линий поглощения атмосферных

■азов по сравнению с чисто рассеивающим облаком. Данный эффект южет иметь место над промышленными и урбанизированными ерригориями, где присутствуют поглощающие аэрозольные частицы.

Показано, что для полупрозрачного горизонтально однородного |блака как однократно, так и многократно рассеянное солнечное [злучение имеет отчетливо выраженную угловую структуру в области галых углов рассеяния. Это позволило выделить долю однократно 'ассеянного излучения из »'¡меряемой интенсивности и предложить пособ определения оптической толщины рассеяния и вероятности ыжисания кванта полупрозрачного облака из наземных измерений ркости неба.

На основании полученных результатов сделаны следующие ыводы:

- аэрозольная оптическая толщина и индикатриса рассеяния, тносящиеся ко всей высоте атмосферы, определяются с ошибкой 15% и 1енее по яркости неба, измеренной в солнечном альмукантарате в идимой и ближней ИК областях спектра, с учетом процессов [ногократного рассеяния и отражения от подстилающей поверхности;

- микрофизические параметры аэрозоля городской дымки ценивагатся в приближении теории Ми с ошибкой 30% и менее из качений аэрозольных индикатрис рассеяния, степени линейной оляризации и коэффициентов рассеяния, измеренных не менее чем в 5-н спектральных диапазонах;

- присутствие поглощающих аэрозольных частиц в облачной гмосфере приводит к деформации контуров ненасыщенных гллурических линий поглощения атмосферных газов;

- оптическую толщину рассеяния и вероятность выживания квантг полупрозрачного плоско-стратифицированного облака возможнс определить из наземных измерений яркости неба в области солнечного ореола и при углах рассеяния 40° - 90°.

Практической реализацией проведенных исследований являются разработанные региональные оптические модели атмосферного аэрозоля и микрофизическая модель аэрозоля городской дымки.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Пятелина C.B., Диденко A.B., Павлов В.Е. Освещенность геостационарного спутника, входящего в тень Земли. // Известия HAH PK. Сер. физ.-мат. 1990. № 4. С. 87-92.

2. Пятелина C.B., Диденко A.B. Об исследовании земной атмосферы путем фотометрирования ИСЗ, заходящих в тень Земли. // Известия HAH PK. Сер. физ.-мат. 1993. № 4. С. 27-31.

3. Пятелина C.B., Павлов В.Е., Дербисалин М.А. Сравнение наблюдаемых и модельных оптических параметров аэрозоля приземного слоя г. Алматы. // Тезисы 1-го межреспубликанской: симпозиума "Оптика атмосферы и океана" Томск. 1994. Т. 1. С. 254-255.

4. Павлов В.Е., Пятелина C.B., Мулдашев Т.З. Расчет яркости дневногс неба в условиях сплошной облачности различной толщины. // Трудь междун. конф. по физике солнечно-земных связей. Алматы. 1994. С. 2425.

5.Пятелина C.B. Оптические параметры атмосферного аэрозол* приземного слоя Алматы. // Известия HAH PK. Серия физ.-мат. 1995. № 4, ч. 2. С. 62-67.

6. Pavlov V.E., Petelina S.V. Radiative properties of clouds with small share of absorption in a visible spectral range. // Thesis of 21 General Assembly IUGG. 1995. Bouider. USA.

7. Пятелина С.В. Павлов В.Е. Радиационная модель городского аэрозоля. Деп. Каз. Гос. НИИТИ 12 марта 1996 г. № 6785-К96. 33 с.

8. Pavlov V.E., Petelina S. V. Sultangazin U.M. On the determination of the optical depth and single scattering albedo of particles in semi-transparent clouds. // Reports of AS RK. 1996. № 2. P. 43-49.

9. Павлов B.E., Пятелина C.B., Ташенов Б.Т. Об определении оптической толщи аэрозоля по яркости дневного безоблачного неба. Н Известия МН-АН РК, серия физ.-мат. 1996. № 4. С. 17-23.

10. Султангазин У.М., Пятелина С.В. О восстановлении оптических параметров атмосферного аэрозоля из интенсивности рассеянного солнечного излучения. // Доклады МН-АН РК. 1996. № 6. С. 3-11.

11. Султангазин У.М., Пятелина С.В. Восстановление оптических

параметров атмосферного аэрозоля с использованием результатов численного решения уравнения переноса излучения. // Тезисы докладов Международной конференции "Актуальные проблемы математики и математического моделирования экологических систем. Алмагы. 3-5 октября 1996 г. С. 75-76.

12. Пятелина С.В. Восстановление микрофизических параметров частиц аэрозоля посредством моделирования его оптических свойств. // Материалы международной научной конференции «Математическое моделирование в естественных науках». Алматы. 17-19 апреля 1997 г. С. 196-197.

13. Глушко В.Н., Пятелина С.В., Султангазин У.М., Егорова Л.А. и др. Оптические толщины экстннкции атмосферы в области спектра 0.421-

2.24 мкм. // Труды международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли». 1997 г. Санкт-Петербург. С. 28.

14. Пятелина C.B., Павлов В.Е. Согласование оптической и микрофизической моделей аэрозоля городской дымки. // Труды международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли». 1997 г. Санкт-Петербург. С. 29.

15. Павлов В.Е., Пятелина C.B., Султангазин У.М. Деформация контуров теллурических линий атмосферных газов при наличии неселективного поглощения в облаках. // Труды международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли». 1997 г. Санкт-Петербург. С. 30.

16. Пятелина C.B. Микрофизическая модель городского аэрозоля. // Доклады МН-АН РК. 1997. № 4. С. 15-21.