Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Определение относительного содержания HDO и концентрации CH4 в атмосфере из спутниковых данных по спектрам теплового излучения Земли

Диссертация: Определение относительного содержания HDO и концентрации CH4 в атмосфере из спутниковых данных по спектрам теплового излучения Земли
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Радиационный теплоперенос в атмосфере определяется содержанием поглощающих ИК радиацию газов, таких как водяной пар, двуокись углерода, метан, озон, окислы азота и другие. Получение экспериментальных данных о современном содержании парниковых газов является важной задачей как для непосредственных оценок тепловых потоков при изучении изменения теплового баланса планеты, так и для уточнения… Читать ещё >

Определение относительного содержания HDO и концентрации CH4 в атмосфере из спутниковых данных по спектрам теплового излучения Земли (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Радиационный и фазовый теплообмен в атмосфере
    • 1. 1. Общая характеристика теплового баланса Земли и модели циркуляции атмосферы
    • 1. 2. Использование отношения HDO/H2O для характеристики процесса переноса скрытого тепла
    • 1. 3. Уравнение переноса теплового излучения в атмосфере
    • 1. 4. Оценка вклада метана в радиационном переносе тепла
    • 1. 5. Определение параметров атмосферы из тепловых спектров высокого спектрального разрешения
  • Глава 2. Определение вертикальных профилей HDO/H2O в атмосфере из спектров спутникового сенсора IMG и наземного спектрометра FTIR
    • 2. 1. Сенсор IMG и район исследования
    • 2. 2. Методика определения профилей HDO/H2O и сопутствующих параметров атмосферы
    • 2. 3. Результаты обработки спектров IMG и анализ ошибок
    • 2. 4. Обработка спектров наземного сенсора FTIR, установленного на Аляске
  • Глава 3. Определение полного содержания метана в атмосфере из спектров спутникового сенсора AIRS
    • 3. 1. Болотная экосистема Западной Сибири как источник выбросов метана на планете
    • 3. 2. Методика определения содержания метана из спектров сенсора AIRS и полученные данные сезонного содержания метана в атмосфере Западной Сибири за 2004−2005 г. г
    • 3. 3. Сезонные вариации метана в атмосфере и оценка локального теплового эффекта болот Западной Сибири

Климат Земли является одним из ведущих факторов жизнедеятельности биосферы и человека в частности [8]. Он определяет возможность существования живых организмов на планете, подчиняет себе природные процессы. Для современного человека климатическое влияние ещё более существенно, чем для остального животного мира. Процессы глобализации и урбанизации способствуют развитию функциональности людей взамен универсальности. Это означает, что жизненный цикл человека во многом зависит от работоспособности отдельных узких отраслей, таких как сельское хозяйство, энергетика, которые, в свою очередь, зависят от большого числа других отраслей: транспорт, добыча ископаемых, промышленность и пр. Климат в целом, погодные условия и катастрофы в частности способны изменять и нарушать функционирование любой отрасли, что в предельном случае может прервать современное развитие человечества. Природа является саморегулирующимся механизмом, который, при гармоничном взаимодействии даёт возможность развития любых приспосабливающихся форм жизни. Человек, как вид, утратил чуткость и гармонию отношений с природой и воспринимает её как плацдарм для собственного технократического развития. В связи с этим возникает опасение, что антропогенное влияние на окружающую среду может превысить допустимые рамки, в которых природа ещё способна быть, не меняя собственных долгосрочных механизмов развития.

За последние 100−150 лет наблюдается резкое повышение содержания парниковых газов (двуокиси углерода и метана) в атмосфере (рис. 1) [75,126]. Согласно данным палеоклиматических исследований, подобный рост ранее, происходил на планете за периоды в тысячи лет [124].

Увеличение концентрации парниковых газов, соответствующее повышение средней приповерхностной температуры воздуха (рис. 2) и усиление парникового эффекта планеты приписывается результатам индустриальной активности человека [47].

1000 1200 1400 1600 1800 2000 годы.

Рис. 1. Увеличение содержания двуокиси углерода и метана в атмосфере, согласно палеоклиматическим данным и современным наблюдениям U.

1Г> н о.

L> К X ч> ж о ц н о.

Температура поверхности среднегодовая средняя за 5 лет.

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 годы.

Рис. 2. Рост средней температуры поверхности.

Растущая мощность антропогенной добавки в интегральный парниковый эффект за счет эмиссии диоксида углерода, метана и других парниковых газов в атмосферу становится сравнимой по порядку величины с мощностью тепловой машины планеты, переносящей тепло от экватора к полюсам океаническими потоками и атмосферной циркуляцией. Поэтому современное увеличение парникового эффекта не только приводит к кажущейся большей комфортности климата в средних и высоких широтах, характеризующихся повышением среднегодовой влажности и более теплыми зимами в последние десятилетия, но и также к серьезным негативным воздействиям с далеко идущими разветвленными последствиями [39,125]. В результате, уже сейчас имеет место значительное возмущение и хаотизация атмосферной циркуляции, наблюдается ежегодный рост экстремальных климатических событий (наводнения, засухи, ураганы) [13].

Однако количественные оценки влияния повышения содержания парниковых газов на климат противоречивы и это обусловлено такими факторами как неполнота массива наблюдений, несовершенство методик наблюдения и многофакторность изменений климата [34,126]. Климатическую систему планеты составляют [62]: 1) атмосфера — газовая оболочка Земли- 2) океан — главный водный резервуар- 3) суша — поверхность континентов с собственной гидрологической системой, литосфера- 4) криосфераконтинентальные и морские льды, горные ледники и снежный покров- 5) биота — растительность на суше и океане, живые организмы в воздухе, воде и на суше, включая человека. Основным средством изучения климатической системы в части предсказания изменений климата под воздействием внешних факторов (антропогенное влияние) является численное моделирование общей циркуляции потоков тепла и массы в атмосфере и океане [37,42]. При этом рассматривается конечное множество параметров: компоненты скорости ветра и течений в океане, температура и солёность, водяной пар, концентрация газовых составляющих, плотность, давление и др. Основу современных численных моделей, которых на сегодня насчитывается порядка 30 [74], составляет задача тепломассопереноса в системе «солнце — атмосфера — земная поверхность». При этом моделируются явления радиационного переноса, вертикального турбулентного переноса, конвекции, конденсации, выпадения осадков, взаимодействия атмосферы с поверхностью и др. Одним из центральных направлений развития численного моделирования климата является более точное описание всех физических процессов, происходящих в климатической системе. Одним из важнейших процессов является теплообмен в системе «солнце — атмосфера — земная поверхность». Общий тепловой баланс планеты [14,41] включает несколько составляющих, значительную роль в формировании атмосферной циркуляции и парникового эффекта играют процессы радиационного и фазового переноса тепла в системе «атмосфераземная поверхность».

Перенос скрытого тепла водяным паром [40] определяется процессами испарения с поверхности, конденсации в облаках и переиспарения выпадающих осадков. Природная вода состоит из основного изотопомера Н20 и нескольких неосновных изотопических модификаций, в частности HDO. При одинаковой температуре давление насыщенных паров молекул Н2О и HDO различны [82], поэтому при любом акте фазового превращения воды происходит изменение изотопного соотношения в парообразной фазе (уменьшение относительного содержания изотопа HDO) по сравнению с жидкой или твёрдой фазой. Для количественного и качественного прояснения характеристик при моделировании атмосферных процессов испарения и конденсации важными являются экспериментальные данные о соотношении изотопомеров HD0/H20 в различных фазах гидрологического цикла, поскольку величина этого отношения для определённой воздушной массы изменяется только в процессах фазовых превращений и является трассером «силы гидрологического цикла» [61,120]. Поле величины отношения HDO/H2O, определённое по Земному шару отражает предысторию формирования воздушных масс и характеризует перенос скрытого тепла от экватора к полюсам [102].

До недавнего времени основным средством изучения изотопного состава воды являлся анализ выпадающих осадков [82,100,104,145], количественное определение производилось масс-спектрометрическим методом. Длительные наблюдения изотопного состава осадков используются для многих целей: палеоклиматических исследований [76,103], изучения гидрологического цикла, верификации численных моделей общей циркуляции потоков тепла и массы в атмосфере и океане [119,120]. Сравнительно новой областью является определение изотопного соотношения HD0/H20 в атмосферном водяном паре, для чего изредка используются самолётные измерения [86], а наибольший интерес представляет исследование возможностей дистанционного зондирования изотопомеров воды в атмосфере в глобальном масштабе. Данные сведения важны для непосредственного метеорологического применения (прогнозов погоды, отслеживания перемещения воздушных масс), так же используются в качестве экспериментальных данных для уточнения параметризации процесса фазового переноса тепла в численных моделях, учитывающих процессы изотопного разделения [96,101].

Радиационный теплоперенос в атмосфере [32] определяется содержанием поглощающих ИК радиацию газов, таких как водяной пар, двуокись углерода, метан, озон, окислы азота и другие. Получение экспериментальных данных о современном содержании парниковых газов является важной задачей как для непосредственных оценок тепловых потоков при изучении изменения теплового баланса планеты, так и для уточнения параметров процесса радиационного переноса при моделировании климата. Содержание водяного пара в атмосфере определяется температурой поверхности планеты [148], его изменение является следствием изменения парникового эффекта, т. е. изменения содержания других радиационно-активных газовых составляющих в атмосфере. Основными парниковыми газами, содержание которых увеличивается вследствие человеческой деятельности (производство цемента, сжигание ископаемого топлива, развитие сельского хозяйства и др.), являются двуокись углерода и метан. Актуальность определения поля концентрации метана обусловлена тем, что, несмотря на его относительно малый вклад в общий парниковый эффект, мощность излучения метана в пересчёте на одну молекулу на порядок превышает мощности водяного пара и двуокиси углерода. Кроме того, линии поглощения СО2 насыщены по сравнению с линиями метана, т. е. метан имеет больший парниковый потенциал, чем двуокись углерода [39,146].

Технологии зондирования атмосферы с целью мониторинга метеорологических параметров и загрязнения разрабатывается уже около 40 лет [27,33,38,54]. Космическая система мониторинга атмосферных газов включает в себя приборы нескольких типов, которые можно классифицировать по геометрии зондирования. Настоящая работа посвящена термическому зондированию в надир, поскольку данная геометрия позволяет осуществлять зондирование в любое время суток и имеет наиболее широкий высотный диапазон измерений, включающий в себя нижнюю тропосферу. До недавнего времени термическое зондирование в надир основывалось на данных получаемых многоканальными спектрорадиометрами [112], регистрирующими тепловое излучение атмосферы в нескольких спектральных интервалах. С появлением спутниковых Фурье спектрометров относительно высокого спектрального разрешения (до 0.1 см*1) с десятками тысяч спектральных каналов в тепловой инфракрасной (ИК) области существенно повысилась информативность эмиссионных спектров атмосферы, измеряемых со спутников. Произошли качественные изменения в методах обработки и интерпретации спутниковых данных. Обратная задача по определению параметров атмосферы из тепловых спектров высокого разрешения стала существенно переопределенной, появилась возможность значительного улучшения детектирования таких важных малых газовых составляющих в атмосфере как Н2О и СН4 и других, появилась принципиальная возможность определения содержания изотопомера воды HDO в атмосфере.

Целью данной работы являлось получение данных о величине отношения концентраций изотопомеров HD0/H20 и содержания метана в атмосфере из Ж спектров высокого разрешения теплового диапазона. При этом решались следующие задачи:

1) разработка методики определения вертикального профиля HD0/H20 в атмосферном водяном паре из спутниковых спектров;

2) получение широтно-высотного распределения величины отношения HDO/H2O из ИК спектров, измеренных сенсором IMG над районом Тихого океана;

3) разработка методики для определения полного содержания метана в атмосфере;

4) получение сезонных карт содержания метана в атмосфере из ИК спектров, измеренных сенсором AIRS над районом Западной Сибири;

5) оценка вклада эмиссии метана из болотной экосистемы в общее содержание метана в этом районе и оценка соответствующего дополнительного теплового эффекта.

Первая глава посвящена описанию задачи определения отношения HDO/H2O и концентрации СН4 в атмосфере, кратко описан подход численного моделирования циркуляции потоков тепла и массы в атмосфере. Рассмотрены процессы фазового и радиационного переноса тепла в системе «атмосфераземная поверхность». Описан применяемый в работе подход к процессу переноса ИК радиации в атмосфере, изложена идея подхода к определению параметров атмосферы из ИК спектров высокого спектрального разрешения. Приведены формализмы прямой и обратной задачи в теории переноса излучения, кратко рассмотрены методы регуляризации по Тихонову и статистической регуляризации. Отмечаются основные сложности применения этих методов для решения обратной задачи.

Во второй главе описана методика определения вертикальных профилей температуры, концентрации водяного пара и отношения HD0/H20 из спектров яркости уходящего теплового излучения, измеряемых с высоким спектральным разрешением современными сенсорами спутникового базирования. При решении обратной задачи используются: метод ортогональных разложений для сжатия спектральной информации и уменьшения размерности искомого вектораметод наименьших квадратов. Апробация методики проводится на спектрах спутникового сенсора IMG, в результате впервые получено широтно-высотное распределение вертикальных профилей отношения HDO/H2O над Тихим океаном. Также описана методика определения вертикальных профилей отношения HDO/H2O из ИК спектров пропускания атмосферы теплового диапазона, приведены результаты по обработке данных наземного спектрометра FTIR, расположенного на Аляске.

В третьей главе рассматривается задача определения содержания метана в атмосфере из ИК спектров, измеряемых спутниковым сенсором AIRS. В качестве района исследования выбрана территория болот Западной Сибири. Для решения обратной задачи применялся метод наименьших квадратов с ограничениями и методика на основе нейронной сети. Приведены результаты по сезонному содержанию метана над исследуемой областью в период 20 042 006 г. г. Сделана оценка вклада данной болотной экосистемы в атмосферный метан и оценка локального теплового эффекта болот Западной Сибири, обусловленного эмиссией метана из болот в летний период.

В заключении представлены основные результаты и выводы диссертационной работы, приведен список цитируемой литературы.

Выполнению этой работы автор во многом обязан В. И. Захарову и К. Г. Грибанову, являющимися консультантами по работе и соавторами большинства публикаций.

Основные результаты данной работы заключаются в следующем:

1) Разработана методика определения вертикального профиля относительного содержания HDO в атмосфере из спектров уходящего теплового излучения Земли высокого разрешения (-0.1 см" 1), основанная на методе главных компонент.

2) Получено широтное распределение вертикальных профилей отношения HD0/H20 в атмосфере над океаном из спектров сенсора IMG/ADEOS. Вариации относительного содержания HDO в атмосферном столбе лежат в интервале от -120%о вблизи экватора до -220%о на высоких широтах около 60 градусов. Точность метода, оцененная по схеме замкнутых модельных экспериментов, составила ~20%о.

3) Идентифицированы сигналы HDO в ИК спектрах пропускания атмосферы высокого разрешения (-0.002 см'1). Разработана и апробирована методика определения вертикального профиля отношения HD0/H20 из спектров, измеряемых Фурье спектрометрами наземного базирования, основанная на методе регрессии главных компонент.

4) Реализовано два подхода для определения полного содержания метана в атмосферном столбе из спектров уходящего теплового излучения Земли высокого разрешения (-0.5 см" 1). Первый основан на методе наименьших квадратов с ограничениями, во втором используется нейронная сеть. Относительная ошибка определения полного содержания метана в атмосферном столбе по обеим методикам составила -2.5%.

5) Получены карты сезонного содержания метана в атмосфере над районом Западной Сибири (60−67 С.Ш., 60−90 В.Д.) в период 2004;2006 г. г. из спектров сенсора AIRS/AQUA. Средне-сезонные значения меняются от 0.57.

2 2 моль/м в зимний период до 0.62 моль/м в летний период. Вклад природной эмиссии метана из болот в общее содержание метана в атмосфере над исследуемым районом в летний период составил -0.05 моль/м.

Дополнительный тепловой эффект, рассчитанный с помощью ПО FIRE-ARMS, составил ~125 ГВт.

Благодарности:

Автор выражает глубокую благодарность К. Г. Грибанову за помощь в освоении ПО FIRE-ARMS, плодотворные дискуссии при разработке методикВ.И. Захарову за помощь при постановке задач и обобщении полученных результатовБорисову С.Ф. за поддержку и внимание к данной работеГ. Шмидту за предоставленные данные модели общей циркуляции атмосферы NASA GISS ModelEГ. Хоффманну за результаты модели общей циркуляции ЕСНАМ4- Я. Касай и А. Огава за предоставленные данные FTIR на Аляскекоманде AIRS за предоставление необходимых данныха также всем сотрудникам кафедры общей и молекулярной физики, принимавшим участие в обсуждении результатов данной работы, за ценные замечания.

Заключение

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , С.А. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности / С. А. Айвазян, В. М. Бухштабер, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. — М.: Финансы и статистика, 1989. — 607 с.
  2. , Т. Введение в многомерный статистический анализ / Т. Андерсон. М.: Физматгиз, 1963. — 500 с.
  3. , Н.М. Метан в атмосфере / Н. М. Бажин // СОЖ. 2000. — № 3. — С. 52−57.
  4. , А.Б. Некорректные задачи. Численные методы и приложения / А. Б. Бакушинский, А. В. Гончарский. М.: Изд-во МГУ, 1989.- 198 с.
  5. , А.А. Глобальные изменения природной среды и климата и Мировой океан / А. А. Белов, Е. Л. Минина // Вестн. РАН. 1999. — Т.69. — № 9. — С. 834−838.
  6. , А. Прикладная теория оптимального управления / А. Брайсон, Хо Ю-Ши. М.: Мир, 1972. — 544 с.
  7. , М.И. История атмосферы / М. И. Будыко, А. Б. Ронов, A.JI. Яншин. JL: Гидрометеоиздат, 1985. — 207 с.
  8. , JI.A. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий / JI.A. Вайнштейн, И. И. Собельман, А. Е. Юков. М.: Наука, 1979. — 820 с.
  9. , В.В. Некорректные задачи с априорной информацией / В. В. Васин, A.JI. Агеев. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1993. — 262 с.
  10. , Е.С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. М.: Высшая школа, 1998.-576 с.
  11. , А.Ф. Интегральные уравнения: Методы, алгоритмы, программы. Справочное пособие / А. Ф. Верлань, B.C. Сизиков. Киев: Наукова думка, 1986.-542 с.
  12. Всемирная конференция по изменению климата / Труды конференции, Москва, 29 сентября 3 октября 2003 г. — М. — 2004.
  13. , А. Динамика атмосферы и океана. / А. Гилл- пер. под ред. Г. П. Курбаткина. М.: Мир, 1986. — 396 с.
  14. , А.Г. Взаимосвязь радиоизлучения системы океан-атмосфера с тепловыми и динамическими процессами на границе раздела / А. Г. Гранков, А. А. Мильшин. Физматлит, 2004. — 168 с.
  15. , К.Г. Пакет программ FIRE-ARMS и его применение в задачах пассивного ИК-зондирования атмосферы / К. Г. Грибанов, В. И. Захаров, С. А. Ташкун // Оптика атмосферы и океана. 1999. — Т. 12. — № 4. — С. 372 378.
  16. , К.Г. Восстановление профилей температуры и влажности по ИК спектрам Земли на основе сингулярного разложения ковариационных матриц / К. Г. Грибанов, В. И. Захаров, А. Ю. Топтыгин // Оптика атмосферы и океана. 2003. — Т. 16. -№ 07. — С. 576−581.
  17. , К. Глобальное потепление и парниковый эффект / К. Гурни // Энергетика и безопасность. 1998. — № 5. — С. 3−12.
  18. , Е.З. Линейная и нелинейная регрессия / Е. З. Демиденко. М.: Финансы и статистика, 1973. — 302 с.
  19. , A.M. Обработка статистических данных методом главных компонент/ A.M. Дубров. -М.: Статистика, 1978. 135 с.
  20. , В.П. Математические модели в геофизической гидродинамике и численные методы их реализации / В. П. Дымников, Г. И. Марчук, В. Б. Залесный. JL: Гидрометеоиздат, 1987. — 287 с.
  21. , Я.Б. «Горячая» модель Вселенной / Я. Б. Зельдович // УФН. -1966.-Т. 89,-№ 4.-С. 647.
  22. , В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере / В. Е. Зуев. М.: Сов. радио, 1970. — 496 с.
  23. , В.Е. Современные проблемы атмосферной оптики (Том 7. Обратные задачи оптики атмосферы) / В. Е. Зуев, И. Э. Наац. Л.: Гидрометиздат, 1990.-286 с.
  24. , В.Е. Дистанционное оптическое зондирование атмосферы / В. Е. Зуев, В. В. Зуев. С-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. — 275 с.
  25. , Р. Основные концепции нейронных сетей / Р. Каллан. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. — 288 с.
  26. , А.В. Роль биосферы в формировании климата Земли. Парниковая катастрофа / А. В. Карнаухов // Биофизика. 2001. — Т. 46. -№ 6.-С. 1138−1149.
  27. , И.Л. Газовые примеси в атмосфере / И. Л. Кароль, В. В. Розанов, Ю. М. Тимофеев. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 192 с.
  28. , М. Многомерный статистический анализ и временные ряды / М. Кендалл, А. Стюарт. М.: Наука, 1976. — 736 с.
  29. , К.Я. Перенос излучения в атмосфере / К. Я. Кондратьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. — 402 с.
  30. , К.Я. Термическое зондирование атмосферы со спутников / К. Я. Кондратьев, Ю. М. Тимофеев. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 280 с.
  31. , К.Я. Природные и антропогенные изменения климата / К. Я. Кондратьев. Л.: Наука, 1986. — 56 с.
  32. , К.Я. Климат Земли и протокол Киото / К. Я. Кондратьев, К. С. Демирчян // Вестник РАН. 2001. — Т. 71. — № 11. — С. 1002−1009.
  33. , М.В. Введение в крупномасштабную динамику атмосферы (Адиабатические инварианты и их применение) / М. В. Курганский. СПб: Гидрометеоиздат, 1993. — 168 с.
  34. , Э.Н. Природа и теория общей циркуляции атмосферы / Э. Н. Лоренц. Л.: Гидрометиздат, 1970. — 260 с.
  35. , М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников / М. С. Малкевич. М.: Наука, 1973. — 303 с.
  36. , Г. И. Приоритеты глобальной экологии / Г. И. Марчук, К. Я. Кондратьев. -М.: Наука, 1992. 264 с.
  37. , Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. 2-е изд. / Л. Т. Матвеев. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 752 с.
  38. , Л.Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли / Л. Т. Матвеев. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 296 с.
  39. Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы и океана / Г. И. Марчук и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 544 с.
  40. , М. Математическое программирование: Пер. с фр. / М. Мину. -1990.-488 с.
  41. , В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач / В. А. Морозов. М.: Наука, 1987.
  42. , Д.И. Метод интегральных уравнений в теории переноса излучения / Д. И. Нагирнер // Труды АО СПбГУ. 1994. — Т. 44. — С. 39.
  43. , С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский. -Москва, 2002.-344 с.
  44. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. JL: Гидрометеоиздат, 1989. — 558 с.
  45. Перенос радиации в рассеивающих и поглощающих атмосферах: Пер. с англ. / О. А. Авасте, Р. Аронсон, Б. Д. Баркстром и др.- под ред. Ж. Ленобль. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. — 264 с.
  46. , О.М. Общий статистический подход к решению обратных задач атмосферной оптики / О. М. Покровский, Ю. М. Тимофеев // Метеорология и гидрология. 1972. — № 1. — С. 52−59.
  47. , А.И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология) / А. И. Попов. Из-во МГУ, 1967.
  48. Рао, С. Р. Линейные статистические методы и их применения / С. Р. Рао -М.: Наука, 1968.-548 с.
  49. , B.C. Математические методы обработки результатов измерений / B.C. Сизиков. СПб: Политехника, 2001. — 240 с.
  50. Тепловой баланс Земли / М. И. Будыко и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. -255 с.
  51. , Ю.М. Спутниковые методы исследования газового состава атмосферы (обзор) / Ю. М. Тимофеев // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1989. — Т. 26. — № 5. — С. 451−472.
  52. , Ю.М. Теоретические основы атмосферной оптики / Ю. М. Тимофеев, А. В. Васильев. С-Петербург: Наука, 2003. — 474 с.
  53. , А.Н. Методы решения некорректных задач / А. Н. Тихонов, В. Я. Арсенин. -М.: Наука, 1986.-288 с.
  54. , А.Ю. Определение вертикального профиля HD0/H20 из спектров пропускания атмосферы высокого разрешения / А. Ю. Топтыгин, К. Г. Грибанов, В. И. Захаров, Я. Касай, А. Кагава, Я. Мураяма, Р. Имасу,
  55. Г. А. Шмидт, Г. Хоффманн, Ж. Жузель // Оптика атмосферы и океана. -2007.- № 2.
  56. , А.Б. Применение метода главных компонент для анализа ИК -спектров высокого разрешения, измеренных со спутников / А. Б. Успенский, С. В. Романов, А. Н. Троценко // Исследования Земли из космоса. 2003. — № 3. — С. 26−33.
  57. , В.И. Изотопия Гидросферы / В. И. Ферронский, В. А. Поляков. -М.: Наука, 1983.-280 с.
  58. Физические основы теории климата и его моделирования: Труды Межд. научн. конф. по окружающей среде / под ред. А. С. Монина / пер. с англ. Стокгольм. JL: Гидрометеоиздат, 1977.-271 с.
  59. , С. Нейронные сети: полный курс, 2-е изд.: Пер. с англ. / С. Хайкин. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. — 1104 с.
  60. , Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи: Пер. с англ. / Э. Хайрер, С. Нёрсетт, Г. Ваннер. М.: Мир, 1990.-512 с.
  61. , Г. Современный факторный анализ / Г. Харман. М.: Статистика, 1972.-486 с.
  62. , JI.H. Основы горения углеводородных топлив / JI.H. Хитрин. М: Наука, 1960.
  63. , С.П. Метеорология и климатология. Учебник. 5-е изд. / С. П. Хромов, М. А. Петросянц. М.: Изд-во МГУ, 2001. — 450 с.
  64. , Г. Рассеяние света малыми частицами / Г. Ван де Хюлст. ИЛ. -1961.-537 с.
  65. Baldini, J.U. Structure of the 8200-year cold event revealed by a speleothem trace element record / J.U. Baldini, McDermott Frank, J. Fairchild Ian // Science. 2002. — № 5576. — P. 2203−2206.
  66. Beer, R. Tropospheric emission spectrometer for Earth Observing System’s Aura satellite / R. Beer, T.A. Glavich, T.M. Rider //Applied Optics. 2001. — V. 40.-№ 15.-P. 2356.
  67. Best, M.J. A quasi-Newton method can be obtained from a method of conjugate directions / M.J. Best // Mathematical Programming. 1978. — V. 15. — P. 189— 199.
  68. Bleuten, W. INTAS CASUS project 03−51−6294, 2nd year report Электронный ресурс. / W. Bleuten et al. 2006. — доступ: http://www.geog.uu.nl/fg/casus/, свободный.
  69. Charles, C.D. Variable air mass sources for Greenland- influences on the ice core record / C.D. Charles, D. Rind, J. Jouzel, R.D. Koster and R.G. Fairbanks // Science. 1994. — V. 263. — P. 508−511.
  70. Chevallier, F. TIGR-like atmospheric profile databases for accurate radiative flux computation / F. Chevallier, A. Chedin, F. Cheruy, J.J. Morcrette // Quart. J. Roy. Met. Soc. 2000. — V. 126. — № 563. — Part B. — P. 777−785.
  71. Ciais, P. Deuterium and oxygen 18 in precipitation: Isotopic model, including mixed cloud processes / P. Ciais, J. Jouzel // J. Geophys. Res. 1994. — V. 99. -№D8. — P. 16 793−16 804.
  72. Clerbaux, C. Trace gas measurements from infrared satellite for chemistry and climate applications / C. Clerbaux, J. Hadji-Lazaro, S. Turquety, G. Megie, P.F. Coheur // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2003. — V. 3. — P. 2027−2058.
  73. Craig, H. Deuterium and oxygen-18 in the ocean and the marine atmosphere / H. Craig and L. Gordon // In: E. Tongiorgi (Editor), Stable Isotopes in Oceanographic Studies and Paleotemperatures. Spoleto, 1965. — P. 9−130.
  74. Dansgaard, W. Stable isotopes in precipitation / W. Dansgaard // Tellus. 1964. -V. 16.-№ 4.-P. 436−468.
  75. Deuterium and Oxygen-18 in the Water Cycle / IAEA // In: J.R. Gat and R. Gonfiantini (Eds.), Stable Isotope Hydrology. IAEA Technical Reports Series No. 210.- 1981.-337 p.
  76. Dils, B. Comparisons between SCIAMACHY and ground-based FTIR data for total columns of CO, CH4, C02 and N20 / B. Dils et al. // Atmos. Chem. Phys. -2006.-№ 6.-P. 1953−1976.
  77. Ehhalt, D.H. Deuterium and Oxygen 18 in Rain Water / D.H. Ehhalt, K. Knott, J.F. Nagel, J.C. Vogel // J. Geophys. Res. 1963. — V. 68. — P. 3775−3797.
  78. Ehhalt, D.H. Vertical profiles of HD0/H20 in the troposphere / D.H. Ehhalt, F. Rohrer, A. Fried // J. Geophys. Res. 2005. — V. 110. — №D13301. -doi: 10.1029/2004JD005569.
  79. Fisher. Remarks on the deuterium excess in precipitation in cold regions / Fisher, A. David // Tellus, Series В Chemical and Physical Meteorology (ISSN 0280−6509). — 1991. — V. 43B. — Nov. — P. 401−407.
  80. Friedman, I. The variations of the deuterium content of natural waters in the hydrologic cycle /1. Friedman, Redfield, A.C. Shoem, B. Harris and J. Harris // Rev. Geophys. 1964. — V. 2. — P. 177−224.
  81. Fomichev, V.I. Parametrization of the 15 m CO2 band cooling in the middle atmosphere (15−115 km) / V.I. Fomichev, A.A. Kutepov, R.A. Akmaev and G.M. Shved // J. Atmospheric and Terrestrial Phys. 1993. — V. 55. — № 1. — P. 7−18.
  82. Gat. Atmospheric water balance the isotopic perspective / Gat, R. Joel // Hydrological Processes. -2000. — V. 14.-№ 8.-P. 1357−1369.
  83. Gent, P.R. Heat uptake and the thermohaline circulation in the Community Climate System Model, Version Two / P.R. Gent and G. Danabasoglu // J. Climate. 2004. — V. 17. — P. 4058−4069.
  84. Gribanov, K.G. Algorithms and software development for task of greenhouse gases monitoring from space / K.G. Gribanov // SPIE proceedings. 2000. — V. 4063.-P. 280−286.
  85. Gribanov, K.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data / K.G. Gribanov, V.I. Zakharov, S.A. Tashkun, Vl.G. Tyuterev // JQSRT. 2001. — V. 68. — № 4. — P. 435−451.
  86. Gribanov, K.G. Application of Multilayer Perceptron to High-Resolution Infrared Measurement Retrieval / K.G. Gribanov, A.Yu. Toptygin, V.I. Zakharov // SPIE. 2006. — V. 6580. — P. 72−77.
  87. Hoffmann, G. Water isotope module of the ECHAM atmospheric general circulation model: A study on timescales from days to several years / G. Hoffmann, M. Werner, M. Heimann // J. Geophys. Res. 1998. — V. 103. -№ 16.-P. 871−896.
  88. Hoffmann, G. Stable water isotopes in atmospheric general circulation models / G. Hoffmann, J. Jouzel, V. Masson // Hydrological Processes. 2000. — V. 14. -№ 8. -P. 1385−1406.
  89. Huber, M. Heat transport, deep waters, and thermal gradients: Coupled simulation of an Eocene greenhouse climate / M. Huber and L.C. Sloan // Geophys. Res. Lett. 2002. — V. 28. — P. 3481−3484.
  90. Imasu, R. Meridional distribution feature of minor constituents as observed by IMG sensor aboard ADEOS satellite / R. Imasu // Adv. Space Res. 1999. — V. 25.-P. 959−952.7 1Я
  91. Jacob, H. An 8-year record of the seasonal variation of ZH and 100 in atmospheric water vapor and precipitation in Heidelberg, Germany / H. Jacob and C. Sonntag // Tellus. 1991. — V. 43B. — P. 291−300.
  92. Joussaume, S. A general circulation model of water isotope cycles in the atmosphere / S. Joussaume, R. Sadourny, J. Jouzel // Nature. 1984. — № 311. -P. 24−29. — doi: 10.1038/31 1024a0.
  93. Jouzel, J. Water isotopes in precipitation: data/model comparison for present-day and past climates / J. Jouzel, G. Hoffmann, R.D. Koster, V. Masson // Quaternary Science Review. 2000. — № 19. — P. 363−379.
  94. Kasai, Y. Ground-based measurement of strato-mesospheric CO by a FTIR spectrometer over Poker Flat, Alaska / Y. Kasai, T. Koshiro, M. Endo, N.B. Jones, Y. Murayama // Advances in Space Research. 2005. — V. 35. -№ 11.-P. 2024−2030.
  95. Kobayashi, H. IMG program report / H. Kobayashi // The Third ADEOS Symposium: Procs. Sendai, Japan. — 1998. — P. 65−82.
  96. Liou, K.N. An Introduction to Atmospheric Radiation / K.N. Liou. Academic Press, 2002.-583 p.
  97. Ma, X.L. A Nonlinear Physical Retrieval Algorithm Its Application to the GOES-8/9 Sounder / X.L. Ma, T.J. Schmit, W.L. Smith // J. Applied Meteorology. — 1999. — V. 38. — P. 501−513.
  98. Menzel, W.P. Introducing GOES-I: The first of a new generation of geostationary operational environmental satellite / W.P. Menzel, J.F.W. Purdom // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1994. — V. 75. — P. 757−781.
  99. Mlawer, E.J. Revised perspective on the water vapor continuum: The MTCKD model / E.J. Mlawer, D.C. Tobin, S.A. Clough // Atmos. and Environ. Res. -2004.
  100. More, J.J. The Levenberg-Marquardt algorithm: implementation and theory / J.J. More // G.A. Watson. Numerical Analysis, Lecture Notes in Mathematics 630. -1977. Springer-Verlag, Heidelberg. — P. 105−116.
  101. Mote, P.W. Variability of clouds and water vapor in low latitudes: View from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) / P.W. Mote and R. Frey // JGR. -2006. V. lll.-D16101.-doi: 10.1029/2005JD006791.
  102. Nakajima, N. Interferometric Monitor for Green house Gases (IMG) / N. Nakajima // The first ADEOS Symposium/Workshop: Procs. Kyoto, Japan. -1994.-P. 91−94.
  103. Nakajima, N. IMG Current Status and Mission Operation Plan / N. Nakajima, H. Kobayashi, H. Saji // The Second ADEOS Symposium/Workshop: Procs. -Yokohama, Japan. 1997. — P. 389 — 397.
  104. Noone, D. Modeling water isotope exchange in parameterized convective plumes, Parameterization and Verification of Water Isotopes in GCMs / D. Noone. Center for Atmospheric Science, University of California, Berkeley, California.-2002.
  105. Noone, D. Evaluation of hydrologic cycles and processes with water isotopes / D. Noone // First pan-GEWEX science meeting, Frascati, Italy, October. 2006.
  106. Norton, R.H. New apodizing function for Fourier spectrometry / R.H. Norton, R. Beer // J.Opt.Soc.Am. 1976. — V. 66. — № 3. — P. 259−264.
  107. Notholt, J. Ground-based FTIR measurements of vertical column densities of several trace gases above Spitzbergen / J. Notholt, O. Schrems // GRL. 1994. -№ 21. -P. 1355−1358.
  108. Pagano, T.S. Prelaunch and In-Flight Radiometer Calibration of the Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) / T.S. Pagano, H.H. Aumann, D. Haganand К. Overoye // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. -2003. V. 41. — № 2. — P. 343−351.
  109. Petit, J.R. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica / J.R. Petit et al // Nature. 1999. — V. 399. — P. 429−436.
  110. Report of the experts meeting on aerosol and their climatic effects // Williamsburg, Virginia, USA. 1983.
  111. Rodrigues, R. Model, software, and database for computation of line-mixing effect in infrared Q branches of atmospheric CO2 I. Symmetric isotopomers / R. Rodrigues at al // JQSRT. — 1999. — V. 61. — № 2. — P. 153−184.
  112. Rogers, C.D. Inverse methods for atmospheric sounding. Theory and practice / C.D. Rogers. World Scientific, 2000. — 206 p.
  113. Rothman, L.S. The HITRAN molecular spectroscopic database and HAWKS (HITRAN Atmospheric Workstation): 1996 edition / L.S. Rothman et al // JQSRT. 1998. — V. 60. — № 5 — P. 665−710.
  114. Rothman, L.S. The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database / L.S. Rothman et al // JQSRT. 2005. — V. 96. — P. 139−204.
  115. Rozanski, K. Isotope Patterns in Modern Global Precipitation, Geophysical Monograph 78 / K. Rozansky, L. Araguas, R. Gonfiantini // Climate Change in Continental Isotope Records. American Geophysical Union, 1993. — P. 1−36.
  116. Saji, H. IMG Products availability of the Level 0, 1 and 2 / H. Saji // The Third ADEOS Symposium/Workshop: Procs. Sendai, Japan. — 1998. — P. 411.
  117. Schmidt, G.A. Modeling atmospheric stable water isotopes and the potential for constraining cloud processes and stratosphere-troposphere water exchange /
  118. G.A. Schmidt, G. Hoffmann, D.T. Shindell, Y. Hu // J. Geophys. Res. 2005. -№ 110. -D21314. — doi: 10.1029/2005JD005790.
  119. Schmidt, G.A. Present day atmospheric simulations using GISS ModelE: Comparison to in-situ, satellite and reanalysis data / G.A. Schmidt et al // J. Climate. 2006. -№ 19. — P. 153−192. — doi: 10.1175/JCLI3612.1.
  120. Schneider, M. Ground-based remote sensing of HD0/H20 ratio profiles: introduction and validation of an innovative retrieval approach / M. Schneider, F. Hase, T. Blumenstock // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2006. — V. 6. — P. 5269−5327.
  121. Seki, K. Trace Gas Observation with Poker Flat FTIR / K. Seki, Y. Kasai, Y. Murayama, K. Mizutani, T. Itabe, J.M. Frank, R.S. William & A.L. Steven // J. Communications Research Laboratory. 2002. — V. 49. — № 2. — P. 191−200.
  122. Smith, W.L. The Use of Eigenvectors of Statistical Covariance Matrices for Interpreting Satellite Sounding Radiometer Observations / W.L. Smith, H.M. Woolf // J. Atmospheric Sciences. 1976. — V. 33. — № 7. — P. 1127−1140.
  123. Smith, W.L. Linear simultaneous solution for temperature and absorbing constituent profiles from radiance spectra / W.L. Smith, H.M. Woolf and H.E. Revercomb // Applied Optics. 1991. — V. 30. — № 9. — P. 1117−1123.
  124. Statistical Treatment of Data on Environmental Isotopes in Precipitation / IAEA. -Technical Reports Series No. 331, 1992. Vienna: IAEA. — 781 p.
  125. Suzuki, S. OCTS Mission operation and standard products / S. Suzuki // The first ADEOS Symposium/Workshop: Procs. Kyoto, Japan. — 1994. — P. 77−83.
  126. WMO/UNEP: Climate Change 1995: Impacts, Adaptation, and Mitigation of Climate Change. UK: Cambridge University Press, 1996. — P. 3−12.
  127. Worden, J.R. TES observations of the tropospheric HD0/H20 ratio: retrieval approach and characterization / J.R. Worden, K. Bowman, D. Noone and TES Team Members // J. Geophys. Res. 2006. — 111(D16). — D16309. -10.1029/2005JD006606.
  128. Yang, Hu. Water Vapor, Surface Temperature, and the Greenhouse Effect-A Statistical Analysis of Tropical-Mean Data / Hu. Yang, K. Tung // J. Climate. -1998.-V. 11.-№ 10.-P. 2686−2697.
  129. Zakharov, V.I. Latitudinal distribution of deuterium to hydrogen ratio in the atmospheric water vapor retrieved from IMG/ADEOS data / V.I. Zakharov, R. Imasu, K.G. Gribanov, G. Hoffmann, J. Jouzel // GRL. 2004. — V. 31. — № 12. -P. 723−726.
  130. Zahn, A. Deuterium, oxygen-18, and tritium as tracers for water vapour transport in the lower stratosphere and tropopause region / A. Zahn, V. Barth, K. Pfeilsticker, U. Piatt // J. Atmos. Chem. 1998. — V. 30. — P. 25−47.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!