Внутригодовая динамика фонового стратосферного аэрозоля над Томском по данным лидарного мониторинга

Abstract

The article analyzes data on the intra-annual variability of the vertical-temporal structure of the background aerosol and its integral content in the stratosphere, obtained at the lidar complex of the high-altitude atmospheric sounding station of the IAO SB RAS for 2022. As primary information for the analysis, a data array of 93 total signals accumulated was used on select nights. The interval of sounded heights extended from 10 to 50-60 km, the spatial resolution was 192 m. Reception of lidar signals was carried out in the photopulse counting mode with accumulation of 12×10^4 launches of laser pulses, the accumulation time of the total signal was 2 hours. The optical characteristic R(H) is the aerosol scattering ratio (H is the current height) as a parameter describing the vertical stratification of the aerosol. By definition, R(H) is the ratio of the sum of the aerosol and molecular backscattering coefficients to the molecular backscattering coefficient. Based on the monitoring results, as in previous years, a stable tendency for the accumulation of stratospheric aerosol in the cold season of the year was established with a maximum content in January and a decrease in the spring to virtual absence in June-July. From September, the aerosol content in the stratosphere begins to increase to its maximum value in winter. In the upper stratosphere (30-50 km) there is no background aerosol throughout the year. The article also presents the time dynamics of the complete filling of the stratosphere with background aerosol starting from 2017 to 2021 and supplemented by observations in 2022, expressed through the parameter of the integral aerosol backscattering coefficient B. В статье проводится анализ данных внутригодовой изменчивости вертикально-временной структуры фонового аэрозоля и его интегрального наполнения в стратосфере, полученные на лидарном комплексе станции высотного зондирования атмосферы ИОА СО РАН за 2022 г. В качестве первичной информации для анализа использовался массив данных из 93 суммарных сигналов, накопленных в отдельные ночи. Интервал зондируемых высот простирался от 10 до 50-60 км, пространственное разрешение составляло 192 м. Прием лидарных сигналов велся в режиме счета фотоимпульсов с накоплением по 12×10^4 запускам лазерных импульсов, время накопления суммарного сигнала – 2 час. В качестве параметра, описывающего вертикальную стратификацию аэрозоля, представлена оптическая характеристика R(H) – отношение аэрозольного рассеяния (H –текущая высота). По определения R(H) –отношение суммы коэффициентов аэрозольного и молекулярного коэффициентов обратного рассеяния к молекулярному коэффициенту обратного рассеяния. По результатам мониторинга, как и в предыдущие годы, установлена устойчивая тенденция накопления стратосферного аэрозоля в холодный период года с максимальным содержанием в январе и убыванием весной до практического отсутствия в июне-июле. С сентября начинается рост содержания аэрозоля в стратосфере до его максимально значения в зимний период. В верхней стратосфере (30-50 км) в течение всего года фоновый аэрозоль отсутствует. В статье так же представлена временная динамика полного наполнения стратосферы фоновым аэрозолем с началом от 2017 до 2021 г. и дополненная наблюдениями 2022 г, выраженная через параметр интегрального коэффициента обратного аэрозольного рассеяния B.