Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні

Предмет і мета роботи: Метою роботи є пошук, аналіз та порівняння тижневої циклічності у поведінці оптичних характеристик атмосферних аерозолів, зокрема аерозольної оптичної товщі, в регіонах України з різним ступенем техногенного навантаження на довкілля. Предмет и цель работы: Целью работы являетс...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Радіофізика і радіоастрономія
Date:	2019
Main Author:	Соіна, А.В.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2019
Subjects:	Радіофізика геокосмосу
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167753
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні / А.В. Соіна // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 2. — С. 129-135. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167753
record_format	dspace
spelling	Соіна, А.В. 2020-04-08T11:30:36Z 2020-04-08T11:30:36Z 2019 Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні / А.В. Соіна // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 2. — С. 129-135. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 1027-9636 PACS numbers: 92.60.Mt, 89.60.-k DOI: https://doi.org/10.15407/rpra24.02.129 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167753 551.610.51 Предмет і мета роботи: Метою роботи є пошук, аналіз та порівняння тижневої циклічності у поведінці оптичних характеристик атмосферних аерозолів, зокрема аерозольної оптичної товщі, в регіонах України з різним ступенем техногенного навантаження на довкілля. 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. Purpose: The work is aimed at searching, analyzing and comparison of weekly cycles in the behavior of optical characteristics of atmospheric aerosols, namely, the aerosol optical thickness in the regions of Ukraine with different degrees of anthropogenic load on the environment. Дослідження виконано в рамках відомчої бюджетної НДР “Ятаган –3” (номер держреєстрації 016U000035) та частково фінансово підтримані в рамках конкурсної НДР “Шпіцберген–2018” (номер держреєстрації 0118U000562). Окремо дякую співробітникам міжнародної мережі AERONET за можливість виконувати дослідження за даними мережі. uk Радіоастрономічний інститут НАН України Радіофізика і радіоастрономія Радіофізика геокосмосу Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні Семидневная цикличность в параметрах атмосферных аэрозолей по данным станций Aeronet в Украине Seven-Day Cycle in the Parameters of Atmospheric Aerosols According to the Ukrainian Aeronet Stations Data Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні
spellingShingle	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні Соіна, А.В. Радіофізика геокосмосу
title_short	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні
title_full	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні
title_fullStr	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні
title_full_unstemmed	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні
title_sort	семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій aeronet в україні
author	Соіна, А.В.
author_facet	Соіна, А.В.
topic	Радіофізика геокосмосу
topic_facet	Радіофізика геокосмосу
publishDate	2019
language	Ukrainian
container_title	Радіофізика і радіоастрономія
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
format	Article
title_alt	Семидневная цикличность в параметрах атмосферных аэрозолей по данным станций Aeronet в Украине Seven-Day Cycle in the Parameters of Atmospheric Aerosols According to the Ukrainian Aeronet Stations Data
description	Предмет і мета роботи: Метою роботи є пошук, аналіз та порівняння тижневої циклічності у поведінці оптичних характеристик атмосферних аерозолів, зокрема аерозольної оптичної товщі, в регіонах України з різним ступенем техногенного навантаження на довкілля. 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. Purpose: The work is aimed at searching, analyzing and comparison of weekly cycles in the behavior of optical characteristics of atmospheric aerosols, namely, the aerosol optical thickness in the regions of Ukraine with different degrees of anthropogenic load on the environment.
issn	1027-9636
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167753
citation_txt	Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні / А.В. Соіна // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 2. — С. 129-135. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT soínaav semidennaciklíčnístʹvparametrahatmosfernihaerozolívzadanimistancíiaeronetvukraíní AT soínaav semidnevnaâcikličnostʹvparametrahatmosfernyhaérozoleipodannymstanciiaeronetvukraine AT soínaav sevendaycycleintheparametersofatmosphericaerosolsaccordingtotheukrainianaeronetstationsdata
first_indexed	2025-11-25T20:31:34Z
last_indexed	2025-11-25T20:31:34Z
_version_	1850521920179535872
fulltext	ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 129 Радіофізика і радіоастрономія. 2019, Т. 24, № 2, c. 129–135 ÐÀÄ²ÎÔ²ÇÈÊÀ ÃÅÎÊÎÑÌÎÑÓ А. В. СОІНА Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Мистецтв, 4, м. Харків, 61002, Україна E-mail: aditu@rian.kharkov.ua ÑÅÌÈÄÅÍÍÀ ÖÈÊË²×Í²ÑÒÜ Â ÏÀÐÀÌÅÒÐÀÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÍÈÕ ÀÅÐÎÇÎË²Â ÇÀ ÄÀÍÈÌÈ ÑÒÀÍÖ²É AERONET Â ÓÊÐÀ¯Í² Предмет і мета роботи: Метою роботи є пошук, аналіз та порівняння тижневої циклічності у поведінці оптичних характеристик атмосферних аерозолів, зокрема аерозольної оптичної товщі, в регіонах України з різним ступенем техногенного навантаження на довкілля. Методи і методологія: Для пошуку семиденних варіацій використано дані всесвітньої мережі моніторингу аерозолів AERONET, діяльність якої ґрунтується на роботі автоматичних уніфікованих сонячних фотометрів Cimel CE-318 (Франція). Проаналізовано масив річних даних вимірювань аерозольної оптичної товщі у двох спектральних каналах – 440 та 870 нм, (надалі АОТ440 та АОТ870) у 2014 р. Порівнювались дані моніторингу двох українських станцій. Перша розташована у м. Києві, друга – у с. Мартове Печенізького району Харківської області. Оскільки дані сонячного фотометра є дискретними, для їх статистичної обробки було обрано метод накладання епох. Результати: В результаті виконаних розрахунків параметрів АОТ440 та АОТ870 було визначено наявність семиденних варіацій у цих параметрах в обох регіонах. З метою перевірки подібності “уікенд-ефекту” у варіаціях концентрації аерозолів у атмосфері над м. Києвом та с. Мартове було визначено максимальні значення коефіцієнтів взаємної кореляції досліджуваних параметрів. Встановлено, що коефіцієнт кореляції для двох рядів середніх значень параметра АОТ440, розрахованих за даними двох станцій, становить близько 0.7, а для АОТ870 – сягає 0.9. Такі результати дозволяють стверджувати, що прояви “уікенд-ефекту” у варіаціях концентрації аерозолів як над екологічно чистою територією (с. Мартове), так і над індустріально розвинутим м. Києвом є практично ідентичні. Висновки: Встановлено наявність семиденних варіацій в параметрах атмосферних аерозолів АОТ440 та АОТ870 в обох пунктах спостереження в Україні, максимальні значення параметрів реєструються у п’ятницю. Аналіз показав високий ступінь кореляції результатів спостережень на двох станціях. Враховуючі різний ступінь антропогенного наванта- ження на урбанізований район та рекреаційну зону України, в яких розташовані станції, та високу подібність семиден- них циклів параметрів АОТ440 та АОТ870, зареєстрованих у 2014 р., можна стверджувати, що висновки попередніх досліджень щодо суттєвості і глобальності впливу людини на довкілля підтвердилися. Ключові слова: аерозольна оптична товща (АОТ), аерозолі, “уікенд-ефект”, атмосфера, взаємна кореляція, антропо- генний влив DOI: https://doi.org/10.15407/rpra24.02.129 УДК 551.610.51 PACS numbers: 92.60.Mt, 89.60.-k 1. Âñòóï Антропогенна активність стала головною причи- ною появи семиденного тижневого циклу у по- ведінці атмосферних параметрів, який не існував до техногенної епохи. Дослідження щодо пошуку варіацій в різноманітних параметрах довкілля (наприклад таких, як вміст парникових газів [1], температура повітря, атмосферний тиск, тощо [2]), пов’язаних з семиденним тижнем, виконувалися багатьма вченими. Раніше в роботі [3] була вик- ладена гіпотеза щодо виникнення тижневої цик- лічності (“уікенд-ефект”) у глобальній грозовій активності, яку було встановлено за варіаціями по- тужності наднизькочастотних шумів у діапазоні 5 25 Гц, зареєстрованими на Українськиій антар- ктичній станції Академік Вернадський. Пояснити таку періодичність можна антропогенними вики- дами твердих частинок аерозолю в атмосферу, які впливають на характеристики хмар і, як наслідок, можуть призводити до змін параметрів грозової активності. Слід зазначити, що вплив аерозолів на стан нижніх шарів атмосфери вивчається досить дав- но [4]. Актуальність цих досліджень збільшуєть- ся у зв’язку зі швидким розвитком промисловості та посиленням індустріального впливу на повітря- ну оболонку планети. Останнім часом стаціонарні джерела забруднення на планеті викидають по- 130 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 А. В. Соіна над 810 т аерозолів техногенного походження щороку [5]. Їх вплив на атмосферу особливо істот- но проявляється у промислово розвинутих, урба- нізованих регіонах нашої планети. Пошуки тижневої циклічності у поведінці аеро- золів виконувалися різними дослідниками [6, 7], у тому числі й за участю автора даної роботи [8]. Зокрема, була проаналізована поведінка і про- демонстрована наявність тижневих варіацій характеристик атмосферних аерозолів у промис- лово розвинутих регіонах світу – Європі та Північній Америці. Аерозольна оптична товщина (АОТ), як показник техногенного впливу, є чут- ливим індикатором стану довкілля. Українські вчені досліджували аерозольні властивості на територіях як нашої країни, так і сусідніх дер- жав [9, 10]. Завдяки існуванню глобальної мережі моніторингу аерозолів AERONET (http://aeronet. gsfc.nasa.gov) та доступу, у відповідності до ви- мог сайту AERONET, до баз даних вимірювань можливо здійснювати пошук тижневої періодич- ності параметрів АОТ майже в усіх регіонах зем- ної кулі. Сьогодні ця мережа об’єднує понад 500 станцій спостережень, дві з яких розташова- но в Україні – станція Київ з географічними координатами 50.364 пн. ш., 30.497 сх. д. (функ- ціонує з 2007 р.) та станція Мартова, з географіч- ними координатами 49.936 пн. ш., 36.953 сх. д. (функціонує з 2013 р.) [11]. Метою цієї статті є пошук і порівняння прояву семиденної циклічності в оптичних характерис- тиках аерозолів, зокрема АОТ, виміряної на дов- жинах хвиль 440 і 870 нм (АОТ440 та АОТ870), в регіонах України з різним рівнем техногенного навантаження. Оригінальність роботи полягає в тому, що раніше такі дослідження в м. Києві та рекреаційній зоні Харківської області, якою є с. Мартове, не виконувалися. Такий аналіз надає можливість оцінити просторові масштаби поши- рення аерозольних забруднень від урбанізованих та промислово розвинутих регіонів. 2. Ìåòîäèêà ñïîñòåðåæåíü У дослідженні використовувались результати ви- мірювань, отримані за допомогою сонячних фотометрів Cimel CE-318 всесвітньої мережі AERONET [12]. Ці прилади призначені для реєст- рації розсіяного та прямого сонячного випроміню- вання на декількох довжинах хвиль у діапазоні від 340 до 1640 нм. Принципи роботи системи AERONET, методика вимірювань та обробки да- них досить детально викладені у попередніх пра- цях [3, 8]. Для подальшого синхронного порівняль- ного аналізу було обрано українські станції AERONET Київ і Мартова. В мережі AERONET наведено дані декількох рівнів якості (http:// aeronet.gsfc.nasa.gov): Level 1 – первинні дані; Level 1.5 – дані, що пройшли первинну обробку з вилученням впливу хмарності. Значення АОТ рівня Level 2.0 є виправленими з урахуванням впливу хмарності та зміни характеристик сонячного фо- тометра між калібруваннями. Саме за значення- ми рівня Level 2.0 було виконано пошук періодич- ності в вимірюваннях АОТ. Для вибору найбільш повного річного масиву даних було виконано статистичні оцінки кількості зареєстрованих аерозольних параметрів за весь проміжок одночасного моніторингу на станціях Київ та Мартова з 2013 до 2017 рр. Встановлено, що дані спостережень у 2014 р. виявилися стати- стично найповнішими для двопозиційного порівнян- ня вмісту аерозолів. На рис. 1 наведено кількість щомісячних вимі- рювань для років спільних спостережень на стан- ціях Київ та Мартова (2014–2017 рр.). Згідно статистичної інформації, зібраної на те- риторії м. Києва [13], у 2014 р. загальна величина забруднюючих атмосферу речовин, у тому числі і аерозолів, складала 214.2 тис. т, з яких понад 180 тис. т надходили від пересувних джерел заб- руднення (тобто автотранспорту). В той час як кількість викидів забруднюючих речовин від ста- ціонарних та пересувних джерел всієї Харківської області загалом з промисловим м. Харковом та містами районного значення у 2014 р. склала 283 тис. т [14]. Печенізький район, в якому роз- ташована станція Мартова (на території с. Мар- тове), є рекреаційною зоною, і його частка в за- гальному обсязі викидів забруднюючих атмос- феру речовин у цьому регіоні є незначною. Для двохпозиційної порівняльної обробки даних вимірювань АОТ була використана вибірка спос- тережень з квітня по жовтень 2014 р. Виключен- ня з розгляду зимового сезону пов’язане, по-пер- ше, з невеликою кількістю сонячних днів (5 10 днів на місяць). По-друге, на покази фотометра у с. Мартове в цей період суттєво впливають локаль- ні забруднення викидами від пічного опалення. Отже, повний обсяг спостережень АОТ з квітня ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 131 Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій AERONET в Україні по жовтень склав 183 дні на станції Київ і 155 днів на станції Мартова. Кількість днів одночасних дво- позиційних вимірювань цього року була найвища і становила 141. Для порівняльної статистичної обробки обрано метод накладання епох [15]. Він полягає в тому, що всі дані було розбито за днями тижня. Для кожної доби оцінювались середні значення АОТ440 та АОТ870, середньо квадратичні відхилення вказаних величин та стандартна похибка серед- нього. Після цього будувались тижневі залежності усереднених щоденних значень АОТ440 та АОТ870. 3. Ðåçóëüòàòè ñïîñòåðåæåíü Як зазначено вище, у якості інформаційних пара- метрів вмісту аерозольних частинок у повітрі об- рано вимірювання АОТ на двох довжинах хвиль 870 та 440 нм: АОТ870 та АОТ440. Треба відзна- чити, що діапазон спектру поблизу довжини хвилі 870 нм на відміну від діапазона спектру поблизу 440 нм є вільним від молекулярного поглинання 2NO [16, 17], тобто величина АОТ870 залежить виключно від вмісту в атмосфері аерозолів. Умови розташування сонячного фотометра в Україні на двох станціях відрізняються. У с. Мар- тове сонячний фотометр встановлено в Низь- кочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту НАН України на значній відстані від великих міст та промислових джерел забруднен- ня довкілля (понад 50 км від м. Харкова, на березі Печенізького водосховища). Фотометр станції Київ розташовано на даху Головної астрономічної обсерваторії НАН України на відстані близько 10 км від центра міста. Для оцінки річної поведінки вмісту аерозолів в атмосфері над обома станціями було розрахо- вано середні значення АОТ440 та АОТ870 за од- наковий період з квітня по жовтень впродовж чотирьох років спостережень (2014–2017 рр.). Результати оцінювання наведені в табл. 1. Згідно з даними таблиці, середнє значення АОТ870 за період від квітня до жовтня включно, виміряне на станції Мартова, є вищим, ніж вимі- ряне на станції Київ у всі роки спостережень, тоді як середні оцінки АОТ440 виявилися вищими лише у 2014 та 2017 рр. Аналіз поведінки середньодобових варіацій АОТ440 у контрольний 2014 р. виконано для 141 доби двохпозиційних вимірювань. Він показав, що максимуми цієї величини спостерігаються у п’ят- ницю в обох пунктах, близькими виявилися і се- редні значення (див. рис. 2). Тижнева поведінка параметра АОТ440, виміряного на станціях Київ і Мартова, є подібною. Рис. 1. Кількість днів успішних вимірювань сонячного фо- тометра у 2014–2017 рр. на станції Київ (а) та станції Марто- ва (б): крива 1 – 2014 р., крива 2 – 2015 р., крива 3 – 2016 р., крива 4 – 2017 р. Таблиця 1. Середні значення АОТ440 та АОТ870 за даними станцій Київ та Мартова за період спостережень з квітня по жовтень включно (сім місяців) Київ Мартова Київ Мартова 2014 0.196 0.210 0.070 0.079 2015 0.211 0.177 0.074 0.077 2016 0.233 0.206 0.087 0.096 2017 0.194 0.222 0.076 0.093 Роки Середнє значення АОТ440 Середнє значення АОТ870 132 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 А. В. Соіна Залежності АОТ, виміряної на довжині хвилі 870 нм на двох станціях у період спільних спос- тережень, від дня тижня наведено на рис. 3. Після обчислення і порівняння даних з’ясувалося, що тижневий цикл варіацій АОТ870 є практично ідентичним в обох пунктах. Максимальне зна- чення тижневої варіації припадає на п’ятницю, мінімальне – на вихідні дні. Середні значен- ня величини АОТ870 дещо відрізняються і скла- дають для станції Київ – 0.07, а для станції Мар- това – 0.08. 4. Îáãîâîðåííÿ ðåçóëüòàò³â Спільний аналіз поведінки залежностей АОТ440 та АОТ870 від дня тижня на двох українських стан- ціях мережі AERONET показав їх дуже схожий характер. Для перевірки подібності прояву “уікенд- ефекту” у концентрації аерозолів в атмосфері м. Києва та с. Мартове було оцінено коефіцієнти взаємної кореляції рядів середніх значень пара- метрів АОТ440 і АОТ870, розрахованих за дани- ми двох станцій. Встановлено, що максимальна кореляція варіацій АОТ на довжині хвилі 440 нм становить приблизно 0.7, а на довжині хвилі 870 нм сягає 0.9. Такі результати дозволяють стверджу- вати, що прояв “уікенд-ефекту” як у екологічно чистому регіоні (с. Мартове), так і в індустріально розвинутому м. Києві є практично ідентичним. Це надає можливість припустити, що просто- рові масштаби техногенного впливу на атмосферні характеристики складають понад десятки кіло- метрів (відстань від індустріального центра м. Харкова до с. Мартове становить понад 50 км). Це припущення є попереднім, надалі планується детальний аналіз особливостей прояву “уікенд- ефекту” та вивчення фонових показників вмісту аерозолів над кожною станцією. Відзначимо, що аналогічні висновки були зроблені нами при дос- ліджені проявів семиденної циклічності вмісту аерозолів в атмосфері у Європі і Північній Аме- риці [3, 8], де середні континентальні семиденні оцінки здійснювались за даними декількох про- сторово рознесених пунктів спостережень. Як і в попередніх дослідженнях, за даними європейсь- ких та американських пунктів моніторингу, мак- симум варіацій АОТ на двох станціях AERONET в Україні спостерігається у п’ятницю. Отримані результати щодо практично однако- вого характеру прояву “уікенд-ефекту” у суттєво різних за техногенним навантаженням рознесе- них пунктах спостережень (м. Київ і с. Мартове) виявилися досить неочікуваними. Передбачаєть- ся у подальшому розширити масиви даних спільних вимірювань, а також долучити до об- робки дані спостережень варіацій АОТ зі станцій AERONET, розташованих у сусідніх країнах (на- приклад, у Польщі, Угорщині та Білорусі). 5. Âèñíîâêè В роботі за даними річних вимірювань на двох розташованих в Україні станціях мережі AERONET (Київ і Мартова) вперше виконано Рис. 2. Залежність АОТ440 від дня тижня за даними станцій AERONET Київ (пунктирна лінія) та Мартова (суцільна лінія) у 2014 р. (з квітня по жовтень) Рис. 3. Залежність АОТ870 від дня тижня за даними станцій AERONET Київ (пунктирна лінія) та Мартова (суцільна лінія) у 2014 р. (з квітня по жовтень) ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 133 Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій AERONET в Україні пошук проявів семиденної циклічності у поведінці варіацій АОТ на довжинах хвиль 440 та 870 нм. Встановлено наявність “уікенд-ефекту” в по- ведінці середньодобових залежностей параметрів АОТ440 та АОТ870 в обох пунктах. Тижневий максимум припадає на п’ятницю. Для встановлення подібності поведінки тижне- вих варіацій АОТ на двох станціях розраховано коефіцієнти взаємної кореляції. Їх значення для АОТ440 і АОТ870 виявилися досить високими і склали відповідно 0.7 і 0.9. Авторка вдячна науковому керівнику члену–ко- респонденту НАН України Ю. М. Ямпольському за постановку задачі досліджень, а також докто- ру фіз.-мат. наук Г. П. Міліневському за організа- цію вимірювань атмосферних аерозолів в Україні і за плідні поради. Я також вдячна В. О. Дани- левському за дозвіл використовувати дані станції Київ та колегам з відділу радіофізики геокосмосу РІ НАН України. Дослідження виконано в рамках відомчої бюд- жетної НДР “Ятаган –3” (номер держреєстрації 016U000035) та частково фінансово підтримані в рамках конкурсної НДР “Шпіцберген–2018” (но- мер держреєстрації 0118U000562). Окремо дякую співробітникам міжнародної мережі AERONET за можливість виконувати дослідження за дани- ми мережі. СПИСОК ЛIТЕРАТУРИ 01. Cerveny R. S. and Coakley K. J. A weekly cycle in atmo- spheric carbon dioxide. Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, Is. 2. P. 15-1–15-4. DOI: 10.1029/2001GL013952 02. Sanchez-Lorenzo A., Laux P., Hendricks Franssen H.-J., Calbó J., Vogl S., Georgoulias A. K., and Quaas J. Asses- sing 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 03. Пазнухов А. В., Ямпольский Ю. М., Занимонский Е. М., Соина А. В. Поиск “уикенд эффекта” в вариациях ин- тенсивности природных СНЧ шумов. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, № 1. C. 67–73. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/414/308 (дата обращения: 4.04.2019). 04. 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. 05. Чекман И. С., Сыровая А. О., Андреева С. В., Мака- ров В. А. Аэрозоли – дисперсные системы: Моно- графия. Харьков: Цифрова друкарня № 1, 2013. 100 с. 06. Bäumer D., Rinke R., and Vogel B. Weekly periodicities of Aerosol Optical Thickness over Central Europe – evi- dence of an anthropogenic direct aerosol effect. Atmos. Chem. Phys. 2008. Vol. 8, Is. 1. Р. 83–90. DOI: 10.5194/ acp-8-83-2008 07. Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I., Tanré D., Buis J. P., Setzer A., Vermote E., Reagan J. A., Kaufman Y. J., Naka- jima 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 08. Соина А. В., Милиневский Г. П., Ямпольский Ю. М. Семидневные вариации в атмосферных аэрозолях. Радиофизика и радиоастрономия. 2015. Т. 20, № 2. C. 109–121. DOI: 10.15407/rpra20.02.109 09. Галицька Є. І., Данилевський В. О., Сніжко С. І. Стан забруднення аерозолем атмосфери над Києвом за дис- танційними 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 атмо- сферне повітря (1990–2017 роки). 2019. URL: http:// kiev.ukrstat.gov.ua/p.php3?c=1730&lang=1 (дата обра- щения: 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., Rich- ter 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., Bovcha- liuk A., Goloub Ph., Dubovik O., Kabashnikov V., Chai- kovsky A., Miatselskaya N., Mishchenko M., and Soson- kin 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 134 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 А. В. Соіна REFERENCES 01. CERVENY, R. S. and COAKLEY, K. J., 2002. A weekly cycle in atmospheric carbon dioxide. Geophys. Res. Lett. vol. 29, is. 2, pp. 15-1–15-4. DOI: 10.1029/2001GL013952 02. ANCHEZ-LORENZO, A., LAUX, P., HENDRICKS FRANSSEN, H. -J., CALBÓ, J., VOGL, S., GEORGOU- LIAS, A. K. and QUAAS, J., 2012. Assessing large-scale weekly cycles in meteorological variables: a review. Atmos. Chem. Phys. vol. 12, is. 13, pp. 5755–5771. DOI: 10.5194/ acp-12-5755-2012, 03. PAZNUKHOV, А. V., YAMPOLSKI, Y. M., ZANIMON- SKIY, Y. M. and SOINA, A. V., 2012. Search of “weekend effect” in the intensity of natural VLF noise variations. Radio Phys. Radio. Astron. [online]. vol. 17, no. 1, pp. 67–73. (in Russian). [viewed 4 April 2019]. Available from: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/ 414/308 04. SEINFELD, J. H. and PANDIS, S. N., 2016. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. Third edition. Hoboken, New Jersey, US: John Wiley & Sons, Inc. 05. CHEKMAN, E. S., SYROVAYA, А. О., ANDREEVA, S. V. and MAKAROV, V. A., 2013. Aerosols – disperse sys- tems: Monograph. Kharkiv, Ukraine: Tsyfrova drukarnya no. 1 Publ. (in Russian). 06. BÄUMER, D., RINKE, R. and VOGEL, B., 2008. Weekly periodicities of Aerosol Optical Thickness over Central Europe – evidence of an anthropogenic direct aerosol effect. Atmos. Chem. Phys. vol. 8, is. 1, pp. 83–90. DOI: 10.5194/acp-8-83-2008 07. HOLBEN, B. N., ECK, T. F., SLUTSKER, I., TAN- RÉ, D., BUIS, J. P., SETZER, A., VERMOTE, E., REA- GAN, J. A., KAUFMAN, Y. J., NAKAJIMA, T., LAVE- NU, F., JANKOWIAK, I. and SMIRNOV, A., 1998. AERONET – A Federated Instrument Network and Data Archive for Aerosol Characterization. Remote Sens. Environ. vol. 66, is. 1, pp. 1–16. DOI: 10.1016/S0034- 4257(98)00031-5 08. SOINA, A. V., MILINEVSKY, G. P. and YAMPOLSKI, Y. M., 2015. Seven-day variations in the atmospheric aerosols. Radio Phys. Radio. Astron. vol. 20, no. 2, pp. 109–121. (in Russian). DOI: 10.15407/rpra20.02.109 09. GALITSKA, E. I., DANYLEVSKY, V. O. and SNIZH- KO, S. I., 2014. State of aerosol pollution of the atmo- sphere over Kyiv by means of remote studies AERONET and the impact of forest fires in summer of 2010. Geopoli- tika i ekogeodinamika regionov. vol. 10, pp. 437–444. (in Ukrainian). 10. BOVCHALIUK, A., MILINEVSKY, G., DANYLEVS- KY, V., GOLOUB, P., DUBOVIK, O., HOLDAK, A., DU- COS, F. and SOSONKIN, M., 2013. Variability of aerosol properties over Eastern Europe observed from ground and satellites in the period from 2003 to 2011. Atmos. Chem. Phys. vol. 13, is. 13, рр. 587–6602. DOI: 10.5194/ acp-13-6587-2013 11. MILINEVSKY, G. and DANYLEVSKY, V., 2018. Atmo- spheric Aerosol Over Ukraine Region: Current Status of Knowledge and Research Efforts. Front. Environ. Sci. vol. 6, id 59. DOI: 10.3389/fenvs.2018.00059 12. ANDERSON, T., 1971. The Statistical Analysis of Time Series. New York: John Wiley & Sons, Inc. 13. THE MAIN DEPARTMENT OF STATISTICS IN KIEV CITY, 2019. Emissions of pollutants and carbon dioxide into the atmosphere (1990–2017) [online]. (in Ukrainian). [viewed 4 April 2019]. Available from: http://kiev. ukrstat.gov.ua/p.php3?c=1730&lang=1 14. THE MAIN DEPARTMENT OF STATISTICS IN THE KHARKIV REGION. Emissions of pollutants and car- bon dioxide into the atmosphere (1990–2017) [online]. (in Ukrainian). [viewed 4 April 2019]. Available from: http://kh.ukrstat.gov.ua/index.php/dynamika-vykydiv- zabrudniuiuchykh-rechovyn-i-dioksydu-vuhletsiu-v- atmosferne-povitria 15. SEREBRENNIKOV, M. G. and PERVOZVANSKY, A. A., 1965. Detection of the hidden periodicities. Moskow, Russia: Nauka Publ. (in Russian). 16. BURROWS, J. P., DEHN, A., DETERS, B., HIMMEL- MANN, S., RICHTER, A., VOIGT, S. and ORPHAL, J., 1998. Atmospheric remote-sensing reference data from GOME: Part 1. Temperature-dependent absorption cross- sections of NO 2 in the 231-794 nm range, J. Quant. Spec- trosc. Radiat. Transf. vol. 60, is. 6, pp. 1025–1031. DOI: 10.1016/S0022-4073(97)00197-0 17. MILINEVSKY, G., DANYLEVSKY, V., BOVCHA- LIUK, V., BOVCHALIUK, A., GOLOUB, PH., DUBO- VIK, O., KABASHNIKOV, V., CHAIKOVSKY, A., MIATSELSKAYA, N., MISHCHENKO, M. and SO- SONKIN, M., 2014. Aerosol seasonal variations over ur- ban–industrial regions in Ukraine according to AERONET and POLDER measurements. Atmos. Meas. Tech. vol. 7, is. 5, pp. 1459–1474. DOI: 10.5194/amt-7-1459-2014 А. V. Soina Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, 4, Mystetstv St., Kharkiv, 61002, Ukraine SEVEN-DAY CYCLE IN THE PARAMETERS OF ATMOSPHERIC AEROSOLS ACCORDING TO THE UKRAINIAN AERONET STATIONS DATA Purpose: The work is aimed at searching, analyzing and compar- ison of weekly cycles in the behavior of optical characteristics of atmospheric aerosols, namely, the aerosol optical thickness in the regions of Ukraine with different degrees of anthropogenic load on the environment. Design/methodology/approach: To search for the seven-day va- riations, the data were used from the worldwide aerosol moni- toring network AERONET, whose activity is based on the Ci- mel CE-318 automated unified solar photometer robot (France). An array of annual measurements of the aerosol optical thick- ness in the two spectral channels – 440 and 870 nm (hereinafter AOT440 and AOT870), in 2014 was analyzed. The monitoring data of two Ukrainian stations were compared. The first is loca- ted in Kyiv, the second – in the village of Martove, Pechenihy district, Kharkiv region. Since the data of the solar photometer are discrete, the method of superposing epochs was chosen for their statistical processing. ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 2, 2019 135 Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій AERONET в Україні Findings: As a result of calculations of the AOT440 and AOT870 parameters, the presence of seven-day variations in these pa- rameters in both regions was established. In order to verify the similarity of the “weekend effect” in variations in the concentra- tion of aerosols in the atmosphere over the city of Kyiv and the village of Martove, the maximum values of the mutual correla- tion coefficients of the parameters under study were determined. It is established that the correlation coefficient for the two series of the AOT440 parameter average values, calculated according to the two stations data, is approximately 0.7, and of the AOT870 reaches 0.9. These results suggest that the manifestations of the “weekend effect” in variations in the concentration of aerosols both over an ecologically clean area (Martove village) and over the industrially developed city of Kyiv are almost identical. Conclusions: The presence of seven-day variations in the pa- rameters of atmospheric aerosols AOT440 and AOT870 at two observation points in Ukraine has been established, the maxi- mum average values of the parameters recorded are observed on Friday. The analysis showed the high degree of correlation of the results of observations at two stations. Given the varying degree of anthropogenic load of the urbanized region and the recreatio- nal zone of Ukraine in which the stations are located, and the high similarity of the seven-day cycles of the parameters AOT440 and AOT870 recorded in 2014, it can be argued that the previous studies findings on the global nature of human influence on the environment were confirmed. Key words: aerosol optical thickness (AOT), aerosols, “weekend effect”, atmosphere, cross-correlation, anthropogenic impact А. В. Соина Радиоастрономический институт НАН Украины, ул. Мыстэцтв, 4, г. Харьков, 61002, Украина СЕМИДНЕВНАЯ ЦИКЛИЧНОСТЬ В ПАРАМЕТРАХ АТМОСФЕРНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ ПО ДАННЫМ СТАНЦИЙ AERONET В УКРАИНЕ Предмет и цель работы: Целью работы является поиск, анализ и сравнение недельной цикличности в поведении оп- тических характеристик атмосферных аэрозолей, а именно аэрозольной оптической толщи, в регионах Украины с раз- ной степенью техногенной нагрузки на окружающую среду. Методы и методология: Для поиска семидневных вариа- ций использовались данные всемирной сети мониторинга аэрозолей AERONET, деятельность которой основана на роботе автоматических унифицированных солнечных фото- метров Cimel CE-318 (Франция). Был проанализирован мас- сив годовых данных измерений аэрозольной оптической тол- щи в двух спектральных каналах – 440 и 870 нм, (далее АОТ440 и АОТ870) в 2014 г. Сравнивались данные монито- ринга двух украинских станций. Первая находится в г. Киеве, вторая – в с. Мартовое Печенежского района Харьковской области. Поскольку данные солнечного фотометра являют- ся дискретными, для их статистической обработки был выб- ран метод наложения эпох. Результаты: В результате проведенных расчетов парамет- ров АОТ440 и АОТ870 было установлено наличие семи- дневных вариаций в этих параметрах в обоих регионах. С целью проверки схожести “уикенд-эффекта” в вариациях концентрации аэрозолей в атмосфере над г. Киевом и с. Мар- товое были определены максимальные значения коэффи- циентов взаимной корреляции исследуемых параметров. Установлено, что коэффициент корреляции для двух рядов средних значений параметра АОТ440, рассчитанных по дан- ным 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. Мар- товое), так и над индустриально развитым г. Киевом практи- чески идентичны. Заключение: Установлено наличие семидневных вариаций в параметрах атмосферных аэрозолей АОТ440 и АОТ870 в двух пунктах наблюдений в Украине, максимальные значе- ния 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 утверж- дать, что выводы предыдущих исследований относительно важности и глобальности влияния человека на окружающую среду подтвердились. Ключевые слова: аэрозольная оптическая толща (АОТ), аэро- золи, “уикенд-эффект”, атмосфера, взаимная корреляция, антропогенное влияние Стаття надійшла до редакції 04.04.2019

Семиденна циклічність в параметрах атмосферних аерозолів за даними станцій Aeronet в Україні

Institution

Similar Items