CC BY
97
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________2010, том 53, №9____________
ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ
УДК 551.521.3, 551.583
Б.И.Назаров, С.Ф.Абдуллаев, В.А.Маслов, Н.А.Абдурасуловa, М.С.Абдуллаева
ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЫЛЕВОГО АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ АЭРОНЕТ
Физико-технический институт им. С.У. Умарова АН Республики Таджикистан
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан Х.Х.Муминовым 18.03.2010 г.)
В статье проанализированы аэрозольные оптические толщины, измеренные в аэрозольной камере для УФ-, видимой и ИК-областей спектра, в г. Душанбе. В ходе эксперимента пробы, собранные по пути распространения пылевых бурь, распылялись в аэрозольной камере, имитируя пылевую бурю. По измерениям на четырех длинах волн рассчитаны параметр Ангстрема и оптические плотности для всех проб на всех длинах волн, используемых в системе АЭРОНЕТ. Установлено уменьшение аэрозольной прозрачности в ИК-области спектра.
Ключевые слова: прозрачность - оптическая толщина - параметр Ангстрема.
Проанализированы аэрозольные оптические толщины, измеренные в аэрозольной камере для УФ-, видимой и ИК-областей спектра, и результаты измерений в натурных условиях (в период пыльной мглы в г. Душанбе). Для проб, собранных в Шаартузе, Кабодиёне, Душанбе и Охтоге, измерены спектральные интенсивности пропускания света в УФ-, видимой, ближней ИК- и ИК- областях спектра (соответственно при Л =0.37, 0.55, 1.0, 10.2 мкм), проведен расчет прозрачности аэрозольной среды (Ра) и оптической плотности (т а). Для этих длин волн определен параметр Ангстрема а (Л ). В ходе проведения эксперимента пробы, собранные по пути распространения пылевых бурь от Шаарту-за до Душанбе, распылялись в аэрозольной камере, имитируя пылевую бурю.
Интенсивности пропускания света в УФ-, видимой, ближней ИК- и ИК-области спектра (на длинах волн Л =0.37, 0.55, 1.02, 10.2 мкм) измерены ранее путем распыления проб пыли в аэрозольной камере. Прозрачность аэрозольной среды (Ра= I/ 10), оптические толщины (т а =-1п(Ра)) и параметр Ангстрема а (Л ) определены для четырех длин волн для всех отобранных проб при различной степени запыленности в аэрозольной камере.
На рисунках изображены результаты обработки данных для пробы, собранной в Душанбе. На рис.1 изображена зависимость прозрачности аэрозольной среды от времени, прошедшего после распыления. Оптическая толщина запыленного воздуха (т а =-1п(Ра)) на длинах волн, используемых в системе АЭРОНЕТ, приведена на рис .2. Наибольшая прозрачность и наименьшая оптическая плотность соответствуют инфракрасному излучению. По оптической толщине для различной степени запыленности определялся параметр Ангстрема
а (Л ) = - 1п (т Л /т 0.55) / 1п (Л /0.55).
Адрес для корреспонденции: Абдуллаев Сабур Фузайлович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/1, Физико-технический институт АНРТ. E-mail: sabur.f.abdullaev@gmail.com
О н---------1--------1--------1-------1--------1
20 30 40 50 60
Время.мин
Рис.1. Временная зависимость прозрачности : 1 - 0.37 мкм, 2 - 0.55, 3 - 1.02, 4 - 10.2.
—1—0.34 —х—0.38 —^—0.4145 —о—0.44 —і—0.5 —й—0.6328 —о—0.67 0.675 —*—0.87 -ж-1-02
—♦—1.64
—I—10.2
Рис.2. Временная зависимость оптической толщины для длин волн АЭРОНЕТ.
С использованием четырех базисных значений параметра Ангстрема можно восстановить весь спектр поглощения в области его монотонного изменения. Параметры Ангстрема для всех длин волн, используемых в системе АЭРОНЕТ (Я = 0.34, 0.38, 0.44, 0.5, 0.675, 0.87, 1.02, 1.64 мкм), изображены на рис .2. По этим спектрам рассчитаны зависимости оптических толщин от времени осаждения пыли на частотах АЭРОНЕТ (рис.2).
Оптические толщины и параметр Ангстрема рассчитаны для длин волн, которые используются в системе АЭРОНЕТ, а именно Я = 0.34, 0.38, 0.44,0.5, 0.675, 0.87, 1.02, 1.64 мкм, а также для длин волн Я = 0.4145, 0.6328, 0.67, 0.71, 0.936 мкм для всех собранных проб.
Для пробы пыли, собранной в Шаартузе, Кабодиёне, Душанбе, Охтоге, и смешанной пыли значения оптической толщины тЯ и параметр Ангстрема а (Я ) представлены в табл.1.
Время.мин
Таблица 1
Оптическая толщина и параметр Ангстрема
Местность Оптическая толщина, Т а Параметр Ангстрема, а (Я )
Шаартуз 0.18-4.9 -0.32-0.89
Кабодиён 0.63-3.91 0-0.93
Душанбе 0.3-1.54 0.1-0.26
Охтог 0.05-2.4 0.14-1.98
Смешанная пыль 0.61-3.91 0.23-0.40
Спектральная зависимость оптической толщины для различной степени запыленности, полученная для проб, собранных в Душанбе, приведена на рис.3.
Рис.3. Временная зависимость спектра оптической толщины для длин волн АЭРОНЕТ: 1 - 10 мин, 2 - 20, 3 - 30, 4 - 40, 5 - 50.
На рис.4. приведены спектры параметра Ангстрема для пробы из Душанбе.
Длина I
Рис.4. Спектральное изменение параметра Ангстрема для длин волн АЭРОНЕТ: 1 - 10 мин, 2 - 20, 3 - 30, 4 - 40, 5 - 50.
Значение параметра Ангстрема а (Я )<1 указывает на наличие в основном крупных частиц в пробах, собранных в пустыне Кабодиён и в окрестности Душанбе, тогда как значение параметра Ангстрема а (Я )<2 указывает на наличие смеси частиц в пробах, собранных в Охтоге. Во всех пробах не обнаружено мелких частиц, на что указывает отсутствие значений параметра Ангстрема а
(Я )>2[1-2].
Для оценки свойств поглощения аэрозоля в различных областях спектра проведен расчет соотношения оптических толщин в УФ-, видимой, ближней ИК- и ИК-области спектра проб, собранных в Шаартузе, Кабодиёне, Душанбе, Охтоге, и смешанной пыли. Результаты представлены в табл.2.
Таблица 2
Соотношение оптических толщин
Соотношение оптических толщин Шаартуз Кабодиён Душанбе Охтог Смешанная пыль
Т a(0.55)/ Т а(0.34) 0.65-0.95 0.64-0.95 0.90-1.27 0.38-0.94 0.83 - 1.0
Т а(0.55)/ Т а(0.63) 1.02-1.15 1.0-1.13 1.01-1.44 1.02- 1.33 1.0 - 1.09
Т а(0.55)/Т a(1.02) 1.07-1.74 1.06-1.74 1.06-1.58 1.09 - 3.2 1.01 - 1.55
Т a(0.55)/Т a(10.2) 1.34-1.98 1.34-13.82 1.84-2.52 1.50- 8.90 1.0 - 3.22
Отношение оптической толщины в видимой области спектра к оптической толщине в ИК-области превышает значения отношения оптической толщины в видимой области к толщинам в ближней ИК-, видимой и УФ-областях спектра для всех исследованных проб. Это указывает на то, что пылевой аэрозоль более прозрачен в ИК-области, чем в ближней ИК-, видимой и УФ-областях спектра. Есть основание считать, что пылевой аэрозоль вносит большой вклад в нагрев атмосферы из-за сильного поглощения в ИК-области спектра.
Настоящая работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра, проект Т-1688.
Поступило 25.03.2010г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Shukurov A. Kh., Nazarov B.I. et.al. - Joint Soviet-American experiment in arid aerosol. -St.Petersburg: Hydrometeozdat, 1993, pp.83-88.
2. Назаров Б.И, Маслов В.А, Абдуллаев С.Ф. - ДАН РТ, т.50, №7, 2007, с. 598-6G6.
Б.И.Назаров, С.Ф.Абдуллаев, В.А.Маслов, НААбдурасулова, М.С.Абдуллаева ХУСУСИЯТ^И OПТИKИИ AЭРOЗOЛИ XOKH БAРOИ AЭРOHЕТ
Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон
Fафсии оптикии аэрозол, ки дар камераи аэрозолй дар сохаи мавчи ултрабунафш, нури дидашаванда ва инфрасурх чен карда шудааст муоина гардидааст. Дар рафти тадкикот намудхои хокхое, ки дар самти харакати бухрони чангу хок чойгиранд чам намуда дар камераи аэрозолй ангехта шудаанд. Баъд аз чен кардани шаффофии мухит дар чор дарозии мавч нишондихандаи Ангстрем ва гафсии оптикй барои хамаи намудхои хоки чамъовардашуда ба-
рои хамаи дарозихои мавч, ки дар системаи АЭРОНЕТ истифода мешавад хисоб карда шуда-аст. Муккаррар карда шудааст, ки гафсии оптикй дар сохаи инфрасурх кам мегардад.
Калима^ои калиди: шаффофй - гафсии оптики - нишондщандаи Ангстрем.
B.I.Nazarov, S.F.Abdullaev, V.A.Maslov, N.A.Abdurasulova, M.S.Abdullaeva DUST AEROSOL OPTICAL PARAMETERS FOR AERONET
S.U. Umarov Physical-Technical Institute, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan An analysis of the aerosol optical thickness measured in the aerosol chamber for UV, visible and infrared spectral regions, in Dushanbe. In the experiment, samples collected on pathways of dust storms, dispersed in an aerosol chamber, simulating a dust storm. According to the measurements at four wavelengths calculated parameter Angstrom and optical density for all samples at all wavelengths used in the AERONET. Found decrease aerosol transparency in the IR-spectrum.
Key words: transparency - optical thickness - Angstrom parameter.
