Особенности пропускания УФИ облаками разных форм

Известно, что на изменчивость потока УФИ, достигающего подстилающей поверхности, оказывают влияние такие факторы, как общее содержание озона, облачность, аэрозоль, некоторые малые газовые составляющие, альбедо подстилающей поверхности и другие факторы. При этом основной вклад в изменение падающего потока УФИ, в особенности, его длинноволновой части, где влияние озона минимально, вносит облачность.

Ранее для Томска были получены оценки изменчивости прозрачности атмосферы в УФ длинноволновом диапазоне (на длине волны 380 нм) для так называемых условий «хорошей погоды» и метеорологических условий, связанных с наличием в атмосфере большого количества дыма от лесных пожаров. Однако оценки влияния облаков основных форм на изменчивость прозрачности атмосферы в вышеназванном спектральном диапазоне ранее не проводились. Поэтому цель данного исследования – получение этих оценок, их анализ и сравнение с аналогичными оценками для условий «хорошей погоды».

Для оценки спектральной прозрачности атмосферы, обусловленной облаками основных форм, были использованы данные многоканального фильтрового радиометра NILU-UV-6T, полученные в геофизической обсерватории ИМКЭС СО РАН в течение 2006–2020 гг. Радиометр измеряет энергетическую освещённость в ультрафиолетовой и видимой спектральных областях на длинах волн 305, 312, 320, 340 и 380 нм и в диапазоне 400–700 нм. Прилагаемое к прибору программное обеспечение позволяет рассчитывать относительную прозрачность атмосферы на длине волны 340 или 380 нм, обусловленную облачностью и аэрозолем. В нашем случае прозрачность была рассчитана для 380 нм.

Информация об облачности и метеорологических явлениях была использована с расположенной в 6 км от обсерватории гидрометеорологической станции «Томск».

Для оценки влияния той или иной формы облачности на прозрачность был проведён отбор случаев с наличием в сроки наблюдения на метеостанции только одной из основных форм облаков: Ci, Cc, Cs, Ac, As, St, Sc, Ns, Cu и Cb, при отсутствии облаков других форм. Для Cb допускалось наличие Cu. Дополнительным условием при выборке случаев с кучево-дождевыми, слоисто-дождевые и слоистых облаками являлось наличие осадков (ливневых, обложных и моросящих соответственно). В расчёт брались среднеминутные значения прозрачности за 30-мин интервалы относительно метеорологического срока, т. е. 00 UTC±15 мин, 03 UTC±15 мин и т. д., когда наблюдались облака конкретных форм. Критериями условий «хорошей погоды» при проведении сравнительного анализа изменчивости прозрачности были приняты следующие характеристики: количество облаков не более 5 баллов, отсутствие облачности нижнего яруса и вертикального развития, отсутствие грозы, осадков, тумана, мглы, метели, пыльной бури и задымления, средняя скорость приземного ветра не более 6 м/с.

В результате проведённого исследования получены оценки изменчивости и повторяемости относительной прозрачности атмосферы в УФ длинноволновом диапазоне (380 нм) в присутствии облаков основных форм. Определено, что средние и медианные значения прозрачности при наличии облачности значительно ниже значений, характерных условиям «хорошей погоды». Анализ показал, что при уменьшение высоты нижней границы облаков отмечается уменьшение прозрачности (R=0,74). Распределение повторяемости прозрачности в Sc, Ac и Cc является двухмодальным. Дисперсии значений прозрачности для большинства облаков, кроме St и Ns, выше, чем для условий «хорошей погоды».

Работа выполнена в рамках государственного задания ИМКЭС СО РАН.