SEVEN-DAY CYCLE IN THE PARAMETERS OF ATMOSPHERIC AEROSOLS ACCORDING TO THE UKRAINIAN AERONET STATIONS DATA

Abstract

УДК 551.610.51 PACS numbers: 92.60.Mt, 89.60.-k Предмет и цель работы: Целью работы является поиск, анализ и сравнение недельной цикличности в поведении оптических характеристик атмосферных аэрозолей, а именно аэрозольной оптической толщи, в регионах Украины с разной степенью техногенной нагрузки на окружающую среду. Методы и методология: Для поиска семидневных вариаций использовались данные всемирной сети мониторинга аэрозолей AERONET, деятельность которой основана на роботе автоматических унифицированных солнечных фотометров Cimel CE-318 (Франция). Был проанализирован массив годовых данных измерений аэрозольной оптической толщи в двух спектральных каналах – 440 и 870 нм, (далее АОТ440 и АОТ870) в 2014 г. Сравнивались данные мониторинга двух украинских станций. Первая находится в г. Киеве, вторая – в с. Мартовое Печенежского района Харьковской области. Поскольку данные солнечного фотометра являются дискретными, для их статистической обработки был выбран метод наложения эпох. Результаты: В результате проведенных расчетов параметров АОТ440 и АОТ870 было установлено наличие семидневных вариаций в этих параметрах в обоих регионах. С целью проверки схожести “уикенд-эффекта” в вариациях концентрации аэрозолей в атмосфере над г. Киевом и с. Мартовое были определены максимальные значения коэффициентов взаимной корреляции исследуемых параметров. Установлено, что коэффициент корреляции для двух рядов средних значений параметра АОТ440, рассчитанных по данным двух станций, составляет примерно 0.7, а для АОТ870 – достигает 0.9. Такие результаты позволяют утверждать, что проявления “уикенд-эффекта” в вариациях концентрации аэрозолей как над экологически чистой территорией (с. Мартовое), так и над индустриально развитым г. Киевом практически идентичны. Заключение: Установлено наличие семидневных вариаций в параметрах атмосферных аэрозолей АОТ440 и АОТ870 в двух пунктах наблюдений в Украине, максимальные значения параметров регистрируются в пятницу. Анализ показал высокую степень корреляции результатов наблюдений на двух станциях. Учитывая разную степень антропогенной нагрузки на урбанизированный район и  рекреационную зону Украины, в которых расположены станции, и высокую схожесть семидневных циклов параметров АОТ440 и АОТ870, зарегистрированных в 2014 г., можно утверждать, что выводы предыдущих исследований относительно важности и глобальности влияния человека на окружающую среду подтвердились. Ключевые слова: аэрозольная оптическая толща (АОТ), аэрозоли, “уикенд-эффект”, атмосфера, взаимная корреляция, антропогенное влияние Статья поступила в редакцию 04.04.2019 Radio phys. radio astron. 2019, 24(2): 129-135 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Cerveny R. S. and Coakley K. J. A weekly cycle in atmospheric carbon dioxide. Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, Is. 2. P. 15-1–15-4. DOI: 10.1029/2001GL013952 2. Sanchez-Lorenzo A., Laux P., Hendricks Franssen H.-J., Calbo J., Vogl S., Georgoulias A. K., and Quaas J. Assessing large-scale weekly cycles in meteorological variables: a review. Atmos. Chem. Phys. 2012. Vol. 12, Is. 13. P. 5755–5771. DOI: 10.5194/acp-12-5755-2012 3. Пазнухов А. В., Ямпольский Ю. М., Занимонский Е. М., Соина А. В. Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, No 1. C. 67–73. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/414/308 (дата обращения: 4.04.2019). 4. Seinfeld J. H. and Pandis S. N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. Third edition. Hoboken, New Jersey, US: John Wiley & Sons, Inc., 2016. 1121 p. 5. Чекман И. С., Сыровая А. О., Андреева С. В., Макаров В. А. Аэрозоли –  дисперсные системы: Монография. Харьков: Цифрова друкарня No 1, 2013. 100 с. 6. Baumer D., Rinke R., and Vogel B. Weekly periodicities of Aerosol Optical Thickness over Central Europe – evidence of an anthropogenic direct aerosol effect. Atmos. Chem. Phys. 2008. Vol. 8, Is. 1. Р. 83–90. DOI: 10.5194/acp-8-83-2008 7. Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I., Tanre D., Buis J. P., Setzer A., Vermote E., Reagan J. A., Kaufman Y. J., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., and Smirnov A. AERO-NET – A Federated Instrument Network and Data Archive for Aerosol Characterization. Remote Sens. Environ. 1998. Vol. 66, Is. 1. Р. 1–16. DOI: 10.1016/S0034-4257(98)00031-5 8. Соина А. В., Милиневский Г. П., Ямпольский Ю. М. Семидневные вариации в атмосферных аэрозолях. Радиофизика и радиоастрономия. 2015. Т. 20, No 2. C. 109–121. DOI: 10.15407/rpra20.02.109 9. Галицька Є. І., Данилевський В. О., Сніжко С. І. Стан забруднення аерозолем атмосфери над Києвом за дистанційними дослідженнями засобами AERONET та вплив на нього лісових пожеж улітку 2010 р. Геополитика и экогеодинамика регионов. 2014. T. 10. C. 437–444. 10. Bovchaliuk A., Milinevsky G., Danylevsky V., Goloub P., Dubovik O., Holdak A., Ducos F., and Sosonkin M. Variability of aerosol properties over Eastern Europe observed from ground and satellites in the period from 2003 to 2011. Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13, Is. 13. P. 6587–6602. DOI: 10.5194/acp-13-6587-2013 11. Milinevsky G. and Danylevsky V. Atmospheric Aerosol Over Ukraine Region: Current Status of Knowledge and Research Efforts. Front. Environ. Sci. 2018. Vol. 6. id 59. DOI: 10.3389/fenvs.2018.00059 12. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. Пер. с англ. Москва: Мир, 1976. 755 с. 13. Головне управління статистики у місті Києві. Викиди забруднюючих речовин та діоксиду вуглецю у атмосферне повітря (1990–2017 роки). 2019. URL: http://kiev.ukrstat.gov.ua/p.php3?c=1730&lang=1 (дата обращения: 4.04.2019). 14. Головне управління статистики в Харківській області. Викиди забруднюючих речовин та діоксиду вуглецю в атмосферне повітря (1990–2017 рр.). 2019. URL: http://kh.ukrstat.gov.ua/index.php/dynamika-vykydiv-zabrudniuiuchykh-rechovyn-i-dioksydu-vuhletsiu-v-atmosferne-povitria (дата обращения: 4.04.2019). 15. Серебренников М. Г., Первозванский А. А. Выявление скрытых периодичностей. Москва: Наука, 1965. 244 с. 16. Burrows J. P., Dehn A., Deters B., Himmelmann S., Richter A., Voigt S., and Orphal J. Atmospheric remote-sensing reference data from GOME: Part 1. Temperature-dependent absorption cross-sections of NO2 in the 231-794 nm range. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 1998. Vol. 60, Is. 6. P. 1025–1031. DOI: 10.1016/S0022-4073(97)00197-0 17. Milinevsky G., Danylevsky V., Bovchaliuk V., Bovchaliuk A., Goloub Ph., Dubovik O., Kabashnikov V., Chaikovsky A., Miatselskaya N., Mishchenko M., and Sosonkin M. Aerosol seasonal variations over urban–industrial regions in Ukraine according to AERONET and POLDER measurements. Atmos. Meas. Tech. 2014. Vol. 7, Is. 5. P. 1459–1474. DOI:10.5194/amt-7-1459-2014