Анализ трендов метана и оксида углерода: новый метод коррекции для спутниковых измерений

Анализ трендов метана и оксида углерода: новый метод коррекции для спутниковых измерений

В июле в журнале Remote sensing вышла статья авторского коллектива сотрудников ИФА им. А.М. Обухова РАН, Лаборатории атмосферной спектроскопии (ЛАС) и Лаборатории газовых примесей атмосферы (ЛГПА) – Ракитин В.С., Фёдорова Е.И., Скороход А.И., Кириллова Н.С., Панкратова Н.В., Еланский Н.Ф., посвященная исследованию долговременной эволюции качества спутниковых измерений состава атмосферы, разработке методик коррекции орбитальных данных и оценке трендов состава атмосферы.

В исследовании рассматриваются методы оценки качества орбитальных наблюдений, количественной оценки дрейфа с течением времени и применения методов коррекции к долгосрочным рядам. Измерения общего столба (ОС) метана (CH4) и оксида углерода (CO) спутника AIRS v6 сравнивались с данными 18-ти наземных станции (рис.1) NDACC с 2003 по 2022 год.

Выявлен отрицателеный тренд «расхождения» (невязки, или разницы между измерениями орбитального спектрометра AIRS v6 L3 и наземными измерениями станций сети NDACC) для ОС CH4 за период 2003-2022 гг. для всех имеющихся парных значений на всех исследованных пунктах. Тренд определялся как долговременный дрейф параметров спутникового прибора. Средний коэффициент наклона линии тренда расхождения для общего содержания CH4 в физических единицах (SSD) равен 1,69 × 1014 молекул/см2 в сутки.

Разработан и успешно применен метод динамической коррекции ряда данных орбитальных измерений CH4 с поправкой на универсальный коэффициент (суточный дрейф «невязки»).
Расхождение между оценками тренда общего содержания CH4, полученными по скорректированному орбитальному ряду и по наземным измерениям, стало существенно меньше для каждой станции в отдельности и практически одинаковым в среднем по всем станциям (около 0.4%/год).

В отличие от метана, спутниковые данные по оксиду углерода (CO) не потребовали коррекции. Сравнение спутниковых и наземных измерений показало, что они значимо коррелируют, а их средний тренд совпадает: -0,62%/год. Это говорит о том, что для оксида углерода не наблюдалось долговременного дрейфа параметров спутникового прибора, как в случае с метаном.

Разработанный метод является универсальным, т.е. при необходимости может быть использован при валидационных исследованиях других длительных орбитальных измерений.

На основе исходных и скорректированных рядов AIRS v6 получены распределения трендов общего содержания метана в период 2003-2022 гг.  Все оценки трендов являются статистически значимыми, то есть величина 95% доверительного интервала более чем на порядок меньше величины тренда в любой точке распределения.

Подробнее читайте в статье