Спутниковые исследования газового состава атмосферы
- Авторы: Тимофеев Ю.М.1, Неробелов Г.М.1,2,3
-
Учреждения:
- Санкт-Петербургский государственный университет
- СПб ФИЦ РАН
- Российский государственный гидрометеорологический университет
- Выпуск: Том 60, № 6 (2024)
- Страницы: 912-946
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0002-3515/article/view/282057
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351524060056
- EDN: https://elibrary.ru/HUYRKI
- ID: 282057
Цитировать
Аннотация
Газовый состав атмосферы Земли в значительной степени определяет многочисленные погодные и климатические процессы и явления. Важность изучения состава атмосферы стимулировала создание за последние десятилетия глобальных и региональных систем наблюдений за содержанием водяного пара, озона и его разрушителей, углекислого газа и других парниковых газов, и десятков газов-загрязнителей. Существенную роль в глобальном мониторинге газового состава атмосферы играют спутниковые системы наблюдений, позволяющие получать регулярные, глобальные и региональные высококачественные (по точности и пространственному разрешению) данные о ее газовом составе. Обзор посвящен анализу современных дистанционных спутниковых пассивных методов определения газового состава атмосферы и основных результатов, полученных к настоящему времени. Дана современная классификация пассивных и активных спутниковых методов, физико-математические основы пассивных методов, приведены основные характеристики используемых орбит космических носителей и типы геометрии спутниковых наблюдений.
Анализируются преимущества и недостатки различных спутниковых пассивных методов, использующих измерения характеристик прозрачности атмосферы (затменный метод), собственного излучения Земли, а также отраженного и рассеянного солнечного излучения при различной геометрии спутниковых измерений в широкой спектральной области от УФ до радиоволн. Приведены краткая история создания специальной современной спутниковой аппаратуры, а также их характеристики – информативность, высотные диапазоны измерений, погрешности и вертикальное разрешение. Представлены многочисленные результаты глобального и регионального мониторинга газового состава атмосферы и примеры их использования в различных задачах физики атмосферы и климатологии.
Полный текст

Об авторах
Ю. М. Тимофеев
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: akulishe95@mail.ru
Россия, Университетская наб., 7/9, Санкт-Петербург, 199034
Г. М. Неробелов
Санкт-Петербургский государственный университет; СПб ФИЦ РАН; Российский государственный гидрометеорологический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: akulishe95@mail.ru
Научно-исследовательский центр экологической безопасности
Россия, Университетская наб., 7/9, Санкт-Петербург, 199034; ул. Корпусная, 18, Санкт-Петербург, 187110; Малоохтинский проспект, 98, Санкт-Петербург, 195196Список литературы
- Асмус В.В., Милехин О.Е., Крамарева Л.С., Хайлов М.Н., Ширшаков А.Е., Шумаков И.А. Первая в мире высокоэллиптическая гидрометеорологическая космическая система «Арктика-М» // Метеорология и гидрология. 2021. Т. 12. С. 11–26.
- Березин В.М., Еланский Н.Ф. Распределение общего содержания озона в атмосфере по наблюдениям с ИСЗ // Изв. АН СССР. ФАО. 1972. Т. 8. № 5. С. 526–532.
- ВМО, 2010: Руководство по Глобальной системе наблюдений: ВМО-№ 488. Женева, Швейцария, 2010, 251 с.
- Головко В.А., Куракин В.С., Пахомов Л.А. Одновременное определение температуры, относительного геопотенциала, удельной влажности, общего содержания озона в атмосфере и температуры поверхности океана статистическим методом интерпретации излучения, измеряемого спектрометром-интерферометром // Дистанционное зондирование атмосферы со спутника «Метеор». Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 79–95.
- Головко В.А., Куракин В.С., Пахомов Л.А. Одновременное определение температуры, относительного геопотенциала, удельной влажности, общего содержания озона в атмосфере и температуры поверхности океана статистическим методом интерпретации излучения, измеряемого спектрометром-интерферометром // Дистанционное зондирование атмосферы со спутника «Метеор». Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 79–95.
- Гречко Г.М., Гурвич А.С., Еланский Н.Ф., Кан В., Плоткин М.Е., Ситнов С.А. Фотографические наблюдения вертикального распределения озона в стратосфере с орбитальной станции «Салют» // ДАН СССР. 1988. Т. 301. № 2. С. 306–309.
- Досов В.Н., Пахомов Л.А., Прохоров А.П. Определение общего содержания озона по уходящему тепловому излучению в полосе 9,6 мкм // Дистанционное зондирование атмосферы со спутника «Метеор». Л.: Гидрометеоиздат. 1979. С. 113–119.
- Кароль И.Л., Розанов В.В., Тимофеев Ю.М. Газовые примеси в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 192 с.
- Кондратьев К.Я., Бузников А.А., Гречко Г.М., Губарев А.А., Покровский А.Г. Измерение отношения смеси атмосферного водяного пара в стратосфере и мезосфере с помощью спектральной аппаратуры, установленной на орбитальной станции «Салют-4» // Доклады АН СССР. 1976. Т. 226. № 3. С. 563–565.
- Кондратьев К.Я., Бузников А.А., Гречко Г.М., Губарев А.А., Покровский А.Г. Измерение отношения смеси атмосферного водяного пара в стратосфере и мезосфере с помощью спектральной аппаратуры, установленной на орбитальной станции «Салют-4» // Доклады АН СССР. 1976. Т. 226. № 3. С. 563–565.
- Кондратьев К.Я., Бузников А.А., Покровский А.Г. Определение малых газовых компонент стратосферы и мезосферы методом затменного зондирования // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1978. Т. 14. С. 1235–1248.
- Кондратьев К.Я., Бузников А.А., Покровский А.Г. Определение малых газовых компонент стратосферы и мезосферы методом затменного зондирования // Изв. АН СССР. ФАО. 1978. Т. 14. С. 1235–1248.
- Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 280 с.
- Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 410 с.
- Косцов В.С., Тимофеев Ю.М. Содержание углекислого газа в мезосфере по результатам интерпретации данных эксперимента CRISTA-1 // Изв. РАН. ФАО. 2003. T. 39. № 3. С. 369–380.
- Малкевич М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников. М.: Наука, 1973. 304 с.
- Поберовский А.В., Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Ковалев А.Е., Прохоров В.М., Хрусталев А.З., Панченко В.А., Мансуров И.И., Волков О.Н. Определение вертикальных профилей содержания озона методом затменного зондирования с ДОС «МИР». 1. Описание прибора и методики обработки данных. Примеры результатов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1999. Т. 35. № 3. С. 312–321.
- Поляков А., Тимофеев Ю.М. Усовершенствованная методика определения общего содержания озона с помощью аппаратуры SEVIRI на геостационарных спутниках METEOSAT // Исслед. Земли из космоса. 2010. № 5. С. 42–45.
- Поляков А.В., Поберовский А.В., Тимофеев Ю.М. Определение вертикальных профилей содержания озона методом затменного зондирования с ДОС «МИР». 2. Валидация измерений вертикальных профилей содержания озона. Примеры результатов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1999. Т. 35. № 3. С. 322–328.
- Тимофеев Ю.М. Исследования атмосферы Земли методом прозрачности. СПб.: Наука. 2016. 367 с.
- Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Теоретические основы атмосферной оптики. СПб.: Наука. 2003. 474 с.
- Тимофеев Ю.М., Неробелов Г.М., Поберовский А.В. Экспериментальные оценки интегральных антропогенных эмиссий СО2 города Санкт-Петербурга // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана, 2022. Т. 58. № 3. С. 1–10. doi: 10.31857/S0002351522030105
- Тимофеев Ю.М., Неробелов Г.М., Поляков А.В., Виролайнен Я.А. Спутниковый мониторинг озоносферы // Метеорология и гидрология. 2021. № 12. С. 71–79. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2021-12-71-79
- Тимофеев Ю.М., Поляков А.В., Виролайнен Я.А., Делер В., Эртель Д., Шпенкух Д. Первые спутниковые измерения содержания углекислого газа в земной атмосфере (1977 и 1979 гг., спутник «МЕТЕОР», прибор SI-1) // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 4. С. 458–461. https://doi.org/10.31857/S0002351520040094
- Хргиан А.Х., Еланский Н.Ф., Березин В.М., Иозeнас В.А., Краснопольский В.А. Некоторые результаты наблюдения озона со спутника 17–18 июня 1966 г // Метеорология и гидрология. 1973. № 4. С. 3–12.
- Baek K., Kim J.H., Bak J., Haffner D.P., Kang M., Hong H. Evaluation of total ozone measurements from Geostationary Environmental Monitoring Spectrometer (GEMS) // Atmos. Meas. Tech. 2023. V. 16. P. 5461–5478. https://doi.org/10.5194/amt-16-5461-2023
- Ballard J. and coauthors. Calibration of the Improved Stratospheric and Mesospheric Sounder. Part I: Introduction, spectral, and radiometric calibration // J. Atmos. Oceanic Technol. 1996. V. 13. P. 810–831.
- Beer R., Glavich T., Rider D.M. Tropospheric emission spectrometer for the Earth Observing System’s Aura satellite // Appl. Opt. 2001. V. 40. P. 2356–367.
- Benze S., Gumbel J., Randall C., Karlsson B., Hultgren K., Lumpe J., Baumgarten G. Making limb and nadir measurements comparable: A common volume study of PMC brightness observed by Odin OSIRIS and AIM CIPS // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2018. V. 167. P. 66–73. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.11.007
- Bernath P.F., Crouse J., Hughes R.C., Boone C.D. The Atmospheric Chemistry Experiment Fourier transform spectrometer (ACE-FTS) version 4.1 retrievals: Trends and seasonal distributions // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2021. V. 259. 107409.
- Bernath P.F., McElroy C.T., Abrams M.C., Boone C.D., Butler M., Camy-Peyret C., Carleer M., Clerbaux C., Coheur P.-F., Colin R., DeCola P., De Maziere M., Drummond J.R., Dufour D., Evans W.F.J., Fast H., Fussen D., Gilbert K., Jennings D.E., Llewellyn E.J., Lowe R.P., Mahieu E., McConnell J.C., McHugh M., McLeod S.D., Midwinter C., Nassar R., Nichitiu F., Nowlan C., Rinsland C.P., Rochon Y.J., Rowlands N., Semeniuk K., Simon P., Skelton R., Sloan J.J., Soucy M.-A., Strong K., Tremblay P., Turnbull D., Walker K.A., Walkty I., Wardle D.A., Wehrle V., Zander R., Zou J. Atmospheric Chemistry Experiment (ACE): mission overview // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. № 15. L15S01. https://doi.org/10.1029/2005GL022386.
- McPeters R.D., Krueger A.J., Bhartia P.K., Herman J.R., Oaks A., Ahmad Z., Cebula R.P., Schlesinger B.M., Swissler T., Taylor S.L., Torres O., Wellemeyer S.G. Nimbus-7 total ozone mapping spectrometer (TOMS) data products user's guide. NASA Reference publication 1323. 1993. N94–2435. 93 p. 19940019882.pdf
- Blumstein D., Chalona G., Carliera T., Buila C., Héberta Ph., Maciaszeka T., Poncea G., Phulpina T., Tournierb B., Siméonic D., Astrucc P., Claussc A., Kayald G., Jegoue R. IASI instrument: Technical overview and measured performances // Proc. SPIE 5543, Infrared Spaceborne Remote Sensing XII, (4 November 2004); https://doi.org/10.1117/12.560907.
- Boesch H., Liu Y., Tamminen J., Yang D., Palmer P.I., Lindqvist H., Cai Z., Che K., Di Noia A., Feng L., Hakkarainen J., Ialongo I., Kalaitzi N., Karppinen T., Kivi R., Kivimäki E., Parker R.J., Preval S., Wang J., Webb A.J., Yao L., Chen H. Monitoring Greenhouse Gases from Space // Remote Sensing. 2021. V. 13. № 14. 2700. https://doi.org/10.3390/rs13142700
- Bovensmann H., Burrows J., Buchwitz M., Frerick J., Noel S., Rozanov V., Chance K., Goede A. SCIAMACHY: Mission Objectives and Measurement Modes // J. Atmos. Sci. 1999. V. 56. P. 127–150.
- Braun S.B., Jensen M., Jensen S., Hansen G., Zollinger L., Esplin R., Miller J.B. Sounding of the atmosphere using broadband emission radiometry (SABER): sensor design, performance, and lessons learned // Proc. SPIE Infrared Spaceborne Remote Sensing XIV. 2006. V. 6297. 62970U. https://doi.org/10.1117/12.684137
- Burrows J., Weber M., Buchwitz M., Rozanov V., Ladstätter-Weißenmayer A., Richter A., de Beek R., Hoogen R., Bramstadt K., Eichmann K.-U., Eisinger M., Perner D. The Global Ozone Monitoring Experiment (GOME): mission concept and first scientific results // J. Atmos. Sci. 1999. V. 56. P. 151–175.
- Chan K.L., Valks P., Heue K.-P., Lutz R., Hedel P., Loyola D., Pinardi G., Van Roozendael M., Hendrick F., Wagner T., Kumar V., Bais A., Piters A., Irie H., Takashima H., Kanaya Y., Choi Y., Park K., Chong J., Cede A., Frieß U., Richter A., Ma J., Benavent N., Holla R., Postylyakov O., Cárdenas C.R., Wenig M. Global Ozone Monitoring Experiment-2 (GOME-2) Daily and Monthly Level 3 Products of Atmospheric Trace Gas Columns // Earth Syst. Sci. Data. 2023. V. 15. P. 1831–1870. https://doi.org/10.5194/essd-2022-315
- Chu W.P., McCormick M.P. Inversion of stratospheric aerosol and gaseous constituents from spacecraft solar extinction data in the 0.38–1.0 mm wavelength region // Appl. Opt. 1979. V. 18. P. 1404–1414.
- Clerbaux C., Boynard A., Clarisse L., George M., Hadji-Lazaro J., Herbin H., Hurtmans D., Pommier M., Razavi A., Turquety S., Wespes C. Coheur P.-F. Monitoring of atmospheric composition using the thermal infrared IASI/MetOp sounder // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 6041–6054, https://doi.org/10.5194/acp-9-6041-2009.
- Cracknell A.P., Varotsos C.A. Remote Sensing and Atmospheric Ozone: Human Activities versus Natural Variability. Berlin, Heidelberg: Springer Science & Business Media, 2012. 662 p.
- Crisp D., Pollock H.R., Rosenberg R., Chapsky L., Lee R.A.M., Oyafuso F.A., Frankenberg C., O’Dell C.W., Bruegge C.J., Doran G.B., Eldering A., Fisher B.M., Fu D., Gunson M.R., Mandrake L., Osterman G.B., Schwandner F.M., Sun K., Taylor T.E., Wennberg P.O., Wunchet D. The on-orbit performance of the Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) instrument and its radiometrically calibrated products // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10. P. 59–81. https://doi.org/10.5194/amt-10-59-2017.
- Elansky N.F., Grechko G.M., Plotkin M.E., Postylyakov O.V. The ozone and aerosol fine structure experiment: observing the fine structure of ozone and aerosol distribution in the atmosphere from the "Salyut-7" orbiter: 3. Experimental Results // J. Geoph. Res. 1991. V. 96. № D10. P. 18661–18670.
- Elansky N.F., Plotkin M.E., Postylyakov O.V., Ukhinov S.A. The ozone and aerosol fine structure experiment: observing the fine structure of ozone and aerosol distribution in the atmosphere from the "Salyut-7" orbiter. 2. Formation of the Earth's twilight limb coloration and radiance: Numeric calculations // J. Geoph. Res. 1991а. V. 96. № D10. P. 18653–18660.
- EOS, 2020: Level 2 (L2) Data User’s Guide Version 8.0 – Tropospheric Emission Spectrometer (TES) [Herman R. and Kulawik S. (eds.)]. Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology Pasadena, California. 2020. 78 p.
- Esplin R., Batty C., Jensen M., McLain D., Stauder J., Jensen S., Stump C., Robinson D., Dodgen J. Sounding of the Atmosphere Using Broadband Emission Radiometer (SABER): System Overview // Proc. SPIE 2268, Infrared Spaceborne Remote Sensing II, (14 September 1994), https://doi.org/10.1117/12.185831
- Farmer C.B. High resolution infrared spectroscopy of the sun and Earth's atmosphere from space. Mikrochim Acta. 1987. V. 93. P. 89–214.
- Fischer H., Birk M., Blom C., Carli B., Carlott M., von Clarmann T., Delbouille L., Dudhia A., Ehhalt D., Endemann M., Flaud J.M., Gessner R., Kleinert A., Koopman R., Langen J., Lopez-Puertas M., Mosner P., Nett H., Oelhaf H., Perron G., Remedios J., Ridolfi M., Stiller G., Zander R. MIPAS: an instrument for atmospheric and climate research // Atmos. Chem. Phys. 2008. V. 8. № 8. P. 2151–2188, https://doi.org/10.5194/acp-8-2151-2008
- Fischer H., Oelhaf H. Remote sensing of vertical profiles of atmospheric trace constituents with MIPAS limb-emission spectra // Appl. Opt. 1996. V. 35. № 16. P. 2787–2796 https://doi.org/10.1364/AO.35.002787
- Flynn L.E., Seftor C.J., Larsen J.C., Xu P. The Ozone Mapping and Profiler Suite // Earth Science Satellite Remote Sensing. Volume 1: Science and instruments [Qu J., Gao W., Kafatos M., Murphy R.E., Salomonson V.V. (eds.)], Tsinghua University Press, Beijing and Springer, Berlin Heidelberg New York, 2006. P. 279–296, https://doi.org/10.1007/978-3-540-37293-6
- Garcia O.E., Sepúlveda E., Schneider M., Hase F., August T., Blumenstock T., Kühl S., Munro R., Gómez-Peláez A.J., Hultberg T., Redondas A., Barthlott S., Wiegele A., González Y., Sanromá E. Consistency and quality assessment of the Metop-A/IASI and Metop-B/IASI operational trace gas products (O3, CO, N2O, CH4, and CO2) in the subtropical North Atlantic // Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 9. № 5. P. 2315–2333. https://doi.org/10.5194/amt-9-2315-2016
- Gille J.C., Russell III J.M. The limb infrared monitor of the stratosphere: experiment description, performance, and results // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 5125–5140.
- Goldberg M.D., Qu Y., McMillin L.M., Wolf W., Zhou L., Divakarla M. AIRS near-real-time products and algorithms in support of numerical weather prediction // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2003. V. 41. P. 379–389.
- Golovin Yu.M., Zavelevich F.S., Kozlov D.A., Kozlov I.A., Monakhov D.O., Nikulin A.G., Uspensky A.B., Rublev A.N., Kukharsky A.V. The IKFS-2 Infrared Fourier-Transform Spectrometer Operating Onboard the Meteor-M No. 2 Satellite // Izv. Atmos. Oceanic Phys. 2018. V. 54. P. 1381–1390. https://doi.org/10.1134/S0001433818090153
- Grechko G.M., Elansky N.F., Plotkin M.E., Postylyakov O.V. The ozone and aerosol fine structure experiment: observing the fine structure of ozone and aerosol distribution in the atmosphere from the "Salyut-7" orbiter. 1. Introduction and the occultation experiment // J. Geoph. Res. 1991. V. 96. № D10. P. 18647–18653 https://doi.org/10.1029/91JD01395
- Grieco F., Pérot K., Murtagh D., Eriksson P., Forкman P., Rydberg B., Funke B., Walker K.A., Pumphrey H.C. Recovery and validation of Odin/SMR long-term measurements of mesospheric carbon monoxide // Atmos. Meas. Tech. 2020. V. 13. № 9. P. 5013–5031, https://doi.org/10.5194/amt-13-5013-2020
- Grossmann K.U., Goussev O., Oberheide J. A Review of new Results from CRISTA // Proc. SPIE. Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere IX. 2004. V. 5571. https://doi.org/10.1117/12.563902
- Grossmann K.U., Offerman D., Gusev O., Oberheide J., Riese M., Spang R. The CRISTA 2 mission // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № D23, P. 8173–8185. https://doi.org/10.1029/2001JD000667.
- Gunson M.R. Abbas M.M., Abrams M.C., Allen M., Brown L.R., Brown T.L., Chang A.Y., Goldman A., Irion F.W., Lowes L.L., Mahieu E., Manney G.L., Michelsen H.A., Newchurch M.J., Rinsland C.P., Salawitch R.J., Stiller G.P., Toon G.C., Yung Y.L., Zander R. The Atmospheric Trace Molecule Spectroscopy (ATMOS) experiment: Deployment on the ATLAS Space Shuttle missions // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23. P. 2333–2336.
- Han Y., Revercomb H., Cromp M., Gu D., Johnson D., Mooney D., Scott D., Strow L., Bingham G., Borg L., Chen Y., DeSlover D., Esplin M., Hagan D., Jin X., Knuteson R., Motteler H., Predina J., Suwinski L., Taylor J., Tobin D., Tremblay D.,Wang C., Wang Lih., Wang Lik., Zavyalovet V. Suomi NPP CrIS Measurements, Sensor Data Record Algorithm, Calibration and Validation Activities, and Record Data Quality // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118. P. 12,734–12,748. https://doi.org/10.1002/2013JD020344
- Hanel R., Conrath B. Interferometer Experiment on Nimbus 3: Preliminary Results // Science. 1969. V. 165. № 3899. P. 1258–1260. https://doi.org/10.1126/science.165.3899.1258
- Hanel R.A., Wark D.Q. Tiros I1 Radiation Experiment and its Physical Significance // J. Opt. Soc. Am. 1961. V. 51. № 12. P. 1394–1399.
- Hassler B., Petropavlovskikh I., Staehelin J., August T. et al. Past changes in the vertical distribution of ozone – Part 1: Measurement techniques, uncertainties and availability // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. P. 1395–1427.
- Houghton J.T., Taylor F.W., Rodgers C.D. Remote Sounding of Atmospheres. N-Y.: Cambridge University Press, 1984. 343 c.
- IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 p.
- IPCC, 2023: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. Geneva, Switzerland, 184 p.
- JPL, 2018: Orbiting Carbon Observatory–2 (OCO-2). Data Product User’s Guide, Operational L1 and L2 Data Versions 8 and Lite File Version 9. 2018. Jet Propulsion Laboratory California, Institute of Technology Pasadena, California. 96 p. R9_OCO2_DUG_Ver1_RevJ (nasa.gov)
- Kempe V., Oertel D., Schuster R., Becker-Ross H., Jahn H. Absolute IR-spectra from the measurement of Fourier-spectrometers aboard Meteor 25 and 28 // Acta Astronautica. 1980. V. 7. № 12. P. 1403–1416.
- Kikuchi K.-I., Nishibori T., Ochiai S., Ozeki H., Irimajiri Y., Kasai Y., Koike M., Manabe T., Mizukoshi K., Murayama Y., Nagahama T., Sano T., Sato R., Seta M., Takahashi C., Takayanagi M., Masuko H., Inatani J., Suzuki M., Shiotani M. // Overview and early results of the Superconducting Submillimeter-Wave Limb Emission Sounder (SMILES) // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. D23306, https://doi.org/10.1029/2010JD014379
- Kuell V., Olschewski F., Jarisch M., Offermann D., Grossmann K.U. Trace gas variability in the stratosphere // Adv. Space Res. 2004. V. 34. P. 1722–1730. www.elsevier.com/locate/asr
- Kuze A., Suto H., Nakajima M., Hamazaki T. Thermal and near infrared sensor for carbon observation Fourier-transform spectrometer on the Greenhouse Gases Observing Satellite for greenhouse gases monitoring // Appl. Opt. 2009. V. 48. P. 6716–6733.
- Kyrola E., Tamminen J., Leppelmeier G.W., Sofieva V., Hassinen S., Bertaux J.-L., Hauchecorne A., Dalaudier F., Cot C., Korablev O., d’Andon O.F., Barrot G., Mangin A., Theodore B., Guirlet M., Etanchaud F., Snoij P., Koopman R., Saavedra L., Fraisse R., Fussen D., Vanhellemont F. GOMOS on Envisat: An overview // Adv. Space Res. 2004. V. 33. P. 1020–1028.
- Levelt P.F., Joiner J., Tamminen J., Veefkind J.P., Bhartia P.K., Stein Zweers D.C., Duncan B.N., Streets D.G., Eskes H., van der A R., McLinden C., Fioletov V., Carn S., de Laat J., DeLand M., Marchenko S., McPeters R., Ziemke J., Fu D., Liu X., Pickering K., Apituley A., González Abad G., Arola A., Boersma F., Miller Ch.C., Chance K., de Graaf M., Hakkarainen J., Hassinen S., Ialongo I., Kleipool Q., Krotkov N., Li C., Lamsal L., Newman P., Nowlan C., Suleiman R., Tilstra L.G., Torres O., Wang H., Wargan K. The Ozone Monitoring Instrument: overview of 14 years in space // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 5699–5745. https://doi.org/10.5194/acp-18-5699-2018
- Li J., Schmidt C.C., Nelson III J.P., Schmit T.J., Menzel W.P. Estimation of total atmospheric ozone from GOES sounder radiances with high temporal resolution. J. Atmos. Oceanic. Technol. 2001. V. 18. P. 157–168.
- López-Puertas M., García-Comas M., Funke B., von Clarmann T., Glatthor N., Grabowski U., Kellmann S., Kiefer M., Laeng A., Linden A., Stiller G.P. MIPAS ozone retrieval version 8: middle-atmosphere measurements // Atmos. Meas. Tech. 2023. V. 16. № 22. P. 5609–5645, https://doi.org/10.5194/amt-16-5609-2023
- McCormick M.P., Chu W.P., Zawodny J.M., Mauldin III L.E., McMaster L.R. Stratospheric aerosol and gas experiment III: aerosol and trace gas measurements for the Earth Observing System // Proc. SPIE. 1991. Remote Sensing of Atmospheric Chemistry. V. 1491. https://doi.org/10.1117/12.46655
- McCormick M.P., Zawodny J.M., Veiga R.E., Larsen J.C., Wang P.H. An overview of SAGE I and II ozone measurements // Planetary and Space Science. 1989. V. 37. № 12. P. 1567–1586.
- Mettig N., Weber M., Rozanov A., Burrows J.P., Veefkind P., Thompson A.M., Stauffer R.M., Leblanc T., Ancellet G., Newchurch M.J., Kuang S., Kivi R., Tully M.B., Van Maderen R., Piters A., Kois B., Stübi R., Skrivankova P. Combined UV and IR ozone profile retrieval from TROPOMI and CrIS measurements // Atmos. Meas. Tech. 2022. V. 15. P. 2955–2978. https://doi.org/10.5194/amt-15-2955-2022
- Miller A.J., Nagatani R.M., Flynn L.E., Kondragunta S., Beach E., Stolarski R., McPeters R.D., Bhartia P.K., De-Land M.T., Jacкмan C.H., Wuebbles D.J., Patten K.O., Cebula R.P. A cohesive total ozone data set from the SBUV(/2) satellite system // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № D23. P. 4701–4709. https://doi.org/10.1029/2001JD00085
- Mukhartova Y.V., Postylyakov O.V., Davydova M.A., Zakharova S.A. High-detailed tropospheric transport of NOx from ground sources: comparison of model data and satellite imagery // Proc. SPIE – Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere XXVI. 2021. V. 11859. 1185906. https://doi.org/10.1117/12.2600283
- Muller С, Lippens C., Vercheval J., Ackerman M., Laurent J., Lemaitre M.P., Besson J., Girard A. Experience (spectrometre a grille) a bord de la premiere charge utile de SPACELAB // J. Optics (Paris). 1985. V. 16. № 4. P. 155–168.
- Noël S., Reuter M., Buchwitz M., Borchardt J., Hilker M., Bovensmann H., Burrows J.P., Di Noia A., Suto H., Yoshida Y., Buschmann M., Deutscher N.M., Feist D.G., Griffith D.W.T., Hase F., Kivi R., Morino I., Notholt J., Ohyama H., Petri C., Podolske J.R., Pollard D.F., Sha M.K., Shiomi K., Sussmann R., Té Y., Velazco V.A., Warneke T. XCO2 retrieval for GOSAT and GOSAT-2 based on the FOCAL algorithm // Atmos. Meas. Tech. 2021. V. 14. P. 3837–3869. https://doi.org/10.5194/amt-14-3837-2021
- Nоеl S., Bovensmann H., Wuttke M.W., Burrows J.P., Gottwald M., Krieg E., Goede A.P.H., Muller C. Nadir, limb, and occultation measurements with SCIAMACHY // Adv. Space Res. 2002. V. 29. № 11. P. 1819–1824.
- Offermann D., Grossmann K.-U., Barthol P., Knieling P., Riese M., Trant R. Cryogenic infrared spectrometer and telescopes for the atmosphere (CRISTA) experiment and middle atmosphere variability // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. № D13. P. 16311–16325. https://doi.org/10.1029/1998JD100047
- Polyakov A., Virolainen Y., Nerobelov G., Kozlov D., Timofeyev Y. Six Years of IKFS-2 Global Ozone Total Column Measurements // Remote Sens. 2023. V. 15. 2481. https://doi.org/ 10.3390/rs15092481.
- Postylyakov O.V., Borovski A.N., Makarenkov A.A. First experiment on retrieval of tropospheric NO2 over polluted areas with 2.4-км spatial resolution basing on satellite spectral measurements // Proc. SPIE – XXIII International Symposium, Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics. 2017. V. 10466. 104662Y. https://doi.org/10.1117/12.2285794
- Roche A.E., Kumer J.B., Mergenthaler J.L., Ely G.A., Uplinger W.G., Potter J.F., James T.C., Sterritt L.W. The cryogenic limb array etalon spectrometer (CLAES) on UARS: Experiment description and performance // J. Geophys. Res.: Atmospheres. 1993. V. 98. № D6. P. 10763–10775. https://doi.org/10.1029/93jd00800
- Rodgers C.D. Inverse Methods for Atmospheric Sounding. Theory and Practice. New York: World Scientific Publishing, 2000. 238 p.
- Smith N., Barnet C.D. CLIMCAPS Observing Capability for Temperature, Moisture, and Trace Gases from AIRS/AMSU and CrIS/ATMS // Atmos. Meas. Tech. 2020. V. 13. № 8. P. 4437–4459. https://doi.org/10.5194/amt-13-4437-2020
- Suto H., Kataoka F., Kikuchi N., Knuteson R.O., Butz A., Haun M., Buijs H., Shiomi K., Imai H., Kuze A. Thermal and near-infrared sensor for carbon observation Fourier transform spectrometer-2 (TANSO-FTS-2) on the Greenhouse Gases Observing Satellite-2 (GOSAT-2) during its first year on orbit // Atmos. Meas. Techn. 2021. V. 14. P. 2013–2039. https://doi.org/10.5194/amt-14-2013-2021
- Taylor F.W., Scaddan R.J., Callard L. Improved Stratospheric and Mesospheric Sounder // Proc. SPIE – Optical Systems for Space Applications. 1987. V.0810. https://doi.org/10.1117/12.941525
- Taylor T.E., O'Dell C.W., Baker D., Bruegge C., Chang A., Chapsky L., Chatterjee A., Cheng C., Chevallier F., Crisp D., Dang L., Drouin B., Eldering A., Feng L., Fisher B., Fu D., Gunson M., Haemmerle V., Keller G.R., Kiel M., Kuai L., Kurosu T., Lambert A., Laughner J., Lee R., Liu J., Mandrake L., Marchetti Y., McGarragh G., Merrelli A., Nelson R.R., Osterman G., Oyafuso F., Palmer P.I., Payne V.H., Rosenberg R., Somkuti P., Spiers G., To C., Weir B., Wennberg P.O., Yu S., Zong J. Evaluating the consistency between OCO-2 and OCO-3 XCO2 estimates derived from the NASA ACOS version 10 retrieval algorithm // Atmos. Meas. Tech. 2023. V. 16. P. 3173–3209. https://doi.org/10.5194/amt-16-3173-2023
- TEMPO, 2023: A Global Constellation of Satellites Aimed at Measuring Air Quality. https://tempo.si.edu/blog/2023_Feb_14.html
- Timofeyev Y.M., Uspensky A.B., Zavelevich F.S., Polyakov A., Virolainen Y., Rublev A., Kukharsky A., Kiseleva J.V., Kozlov D., Kozlov I.A., Nikulin A., Pyatkin V., Rusin E. Hyperspectral Infrared Atmospheric Sounder IKFS-2 on “Meteor-M” No. 2-Four Years in Orbit // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2019. V. 238. 106579, https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2019.106579.
- Timofeyev Yu.M., Vasiliev A.V. Theoretical Fundamentals of Atmospheric Optics. UK: Cambridge International Science Publishing Ltd., 2008. 496 p.
- Uspensky A.B. Atmospheric Greenhouse Gas Distributions: Satellite-Based Measurements // Izv. Atmosph. Ocean. Phys. 2023. V. 59. № 2. P. S232–S241. https://doi.org/10.1134/S0001433823140141
- Van Damme M., Clarisse L., Heald C.L., Hurtmans D., Ngadi Y., Clerbaux C., Dolman A.J., Erisman J.W., Coheur P.F. Global distributions, time series and error characterizationand trends of atmospheric ammonia (NH3) from IASI satellite observations // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14. № 6. P. 2905–2922. www.atmos-chem-phys.net/14/2905/2014/
- Van Geffen J., Eskes H.J., Boermsa K.F., Veefkind J.P. TROPOMI ATBD of the Total and Tropospheric NO2 Data Products. 2021. Available online: https://sentinel.esa.int/documents/247904/2476257/sentinel-5p-tropomi-atbd-no2-data-products (accessed on 9 June 2024).
- Watanabe H., Hayashi K., Saeki T., Maksyutov S., Nasuno I., Shimono Y., Hirose Y., Takaichi K., Kanekon S., Ajiro M., Matsumoto Yukio, and Yokota Tatsuya. Global mapping of greenhouse gases retrieved from GOSAT Level 2 products by using a kriging method // International Journal of Remote Sensing. 2015. 36. 6. P. 1509–1528. https://doi.org/10.1080/01431161.2015.1011792
- Waters J.W., Froidevaux L., Harwood R.S., Jarnot R.F., Pickett H.M., Read W.G., Siegel P.H., Cofield R.E., Filipiak M.J., Flower D.A., Holden J.R., Lau G.K., Livesey N.J., Manney G.L., Pumphrey H.C., Santee M.L., Wu D.L., Cuddy D.T., Lay R.R., Loo M.S., Perun V.S., Schwartz M.J., Stek P.C., Thurstans R.P., Boyles M.A., Chandra K.M., Chavez M.C., Chen G.-S., Chudasama B.V., Dodge R., Fuller R.A., Girard M.A., Jiang J.H., Jiang Y., Knosp B.W., LaBelle R.C., Lam J.C., Lee K.A., Miller D., Oswald J.E., Patel N.C., Pukala D.M., Quintero O., Scaff D.M., Van Snyder W., Tope M.C., Wagner P.A., Walch M.J. The Earth Observing System Microwave Limb Sounder (EOS MLS) on the Aura Satellite // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2006. V. 44. № 5. P. 1075–1092. https://ieeexplore.ieee.org/document/1624589
- Waters J.W., Froidevaux L., Jarnot R.F., Read W.G., Pickett H.M., Harwood R.S., Cofield R.E., Filipiak M.J., Flower D.A., Livesey N.J., Manney G.L., Pumphrey H.C., Santee M.L., Siegel P.H., Wu D.L. An Overview of the EOS MLS Experiment. Version 2.0: 2 September 2004 // JPL D-15745 / CL# 04-2323 EOS MLS DRL 601 (part 1) ATBD-MLS-01 Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology Pasadena, California 91109-8099 JPL D-14421 (nasa.gov)
- WHO, 2024: Air Pollution Available online at: http://www.who.int/airpollution/en/ (accessed on 10 May 2024).
- WMO, 2006: An Overview of the 2005 Antartic Ozone Hole: Global Ozone Research and Monitoring Project, Report No. 49 (WMO/TD-No. 1312) [prepared by G.O. Braathen]. Geneva, Switzerland, 2006. 76 p.
- WMO, 2018: Scientific Assessment of Ozone Depletion 2018: Global Ozone Research and Monitoring Project, Report No. 58. Geneva, Switzerland, 588 p.
- WMO, 2023a: Guide to Instruments and Methods of Observation. Volume I – Measurement of Meteorological Variables, WMO-No. 8. Geneva, Switzerland, 574 p.
- WMO, 2023b: Guide to Instruments and Methods of Observation. Volume III – Observing Systems, WMO-No. 8. Geneva, Switzerland, 428 p.
- WMO, 2023c: Guide to Instruments and Methods of Observation. Volume IV – Space-based Observation, WMO-No. 8. Geneva, Switzerland, 195 p. https:// library.wmo.int/idurl/4/68662
- Wu C., Qi C., Hu X., Gu M., Yang T., Xu H., Lee L., Yang Z., Zhang P. FY-3D HIRAS Radiometric Calibration and Accuracy Assessment // IEEE Trans. Geosci. Remote. Sens. 2020. V. 58. P. 3965–3976.
- Yang D., Luo Y., Zeng Y., Si F., Xi L., Zhou H., Liu W. Tropospheric NO2 Pollution Monitoring with the GF-5 Satellite Environmental Trace Gases Monitoring Instrument over the North China Plain during Winter 2018–2019 // Atmosphere. 2021. V. 12. 398. https://doi.org/ 10.3390/atmos12030398
- Yang J., Zhang Z., Wei C., Lu F., Guo Q. Introducing the new generation of Chinese geostationary weather satellites, Fengyun-4 // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2017. V. 98. P. 1637–1658, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-16-0065.1.
- Yang Z., Bi Y.-M., Wang Q., Liu C.-B., Gu S.-Y., Zheng Y., Lin C., Yin Z., Tian L. Inflight Performance of the TanSat Atmospheric Carbon Dioxide Grating Spectrometer // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2020. V. 58. № 7. P. 4691–4703. https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2966113
- Yee J.-H., Vervack Jr. R.J., DeMajistre R., Morgan F., Carbary J.F., Romick G.J., Morrison D., Lloyd S.A., DeCola P.L., Paxton L.J., Anderson D.E., Kumar C., Meng C.I. Atmospheric remote sensing using a combined extinctive and refractive stellar occultation technique 1. Overview and proof-of-concept observations. J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № D14. P. 4213.
- Yu D., Li H., Li B., Ge M., Tuo Y., Li X., Xue W., Liu Y., Wang A., Zhu Y., Luo B. Measurement of the vertical atmospheric density profile from the X-ray Earth occultation of the Crab Nebula with Insight-HXMT // Atmos. Meas. Tech. 2022. V. 15. P. 3141–3159. https://doi.org/10.5194/amt-15-3141-2022
- Yue J., Russell III J., Jian Y., Rezac L., Garcia R., López-Puertas M., Mlynczak M.G. Increasing carbon dioxide concentration in the upper atmosphere observed by SABER // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. № 17. P. 7194–7199. https://doi.org/10.1002/2015GL064696
- Zavelevich F., Kozlov D., Kozlov I., Cherkashin I., Uspensky A., Kiseleva Yu., Golomolzin V., Filei A. IKFS-2 Radiometric Calibration Stability in Different Spectral Bands // GSICS Quarterly. 2018. V. 12. № 1. P. 4–6.
- Zeng Z.-Ch., Lee L., Qi Ch. Diurnal carbon monoxide observed from a geostationary infrared hyperspectral sounder: first result from GIIRS on board FengYun-4B // Atmosph. Meas. Techn. 2023. V. 16. № 12. P. 3059–3083. https://doi.org/10.5194/amt-16-3059-2023
- Zhang Ch., Liu Ch., Chan K.L., Hu Q., Liu H., Li B., Xing Ch., Tan W., Zhou H., Si F., Liu J. First observation of tropospheric nitrogen dioxide from the Environmental Trace Gases Monitoring Instrument onboard the GaoFen-5 satellite // Light Sci Appl. 2020. V. 9. 66. https://doi.org/10.1038/s41377-020-0306-z
- Zhao M., Si F., Wang Y., Zhou H., Wang S., Jiang Y., Liu W. First Year On-Orbit Calibration of the Chinese Environmental Trace Gas Monitoring Instrument Onboard GaoFen-5 // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2020. V. 58. № 12. 8531–8540. https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2988573
Дополнительные файлы
