В рамках Всемирной метеорологической организации (далее ВМО) создана озонометрическая сеть, охватившая многие страны. С самого начала регулярных измерений (20-е годы прошлого века) обнаружено преимущество приборов, которые используют абсорбционный метод измерений в ультрафиолетовой области спектра, в которой расположена полоса сильного поглощения озона, которые хорошо приспособлены к натурным измерениям в широком диапазоне условий. Позже созданы новые приборы, но они не смогли заменить испытанную временем озонометрическую аппаратуру, с помощью которой были накоплены уже довольно продолжительные ряды наблюдений.

Требования к измерениям общего содержания озона в столбе атмосферы (далее ОСО) на сети ВМО выверены многолетними наблюдениями и заключаются в необходимости измерять среднедневные значения ОСО с погрешностью не более 3% при минимальных пропусках в наблюдениях. Современный подход ВМО к озонной сети заключается в том, что станции должны предоставлять как можно более полную информацию о состоянии озонного слоя, а также сведения об уровне приходящей к земле ультрафиолетовой радиации. Поэтому, используя то, что измерения ОСО и УФР производятся практически в одном диапазоне солнечного спектра, целесообразно совмещение измерений ОСО и УФР в одной аппаратуре. Такую возможность представляют спектрометры, регистрирующие спектр УФР, с их помощью можно также определять ослабление атмосферным аэрозолем и другие малые компоненты, имеющие полосы поглощения в этой.

В настоящее время для регулярных измерений на мировой озонной сети используются три типа приборов:

- озонный спектрофотометр Добсона,

- озонный спектрофотометр Брюера,

- фильтровый озонометр М-124 (до 1985 г.– М-83).

При всех различиях способов выделения рабочих спектральных интервалов во всех приборах используется дифференциальный метод измерений.

Озонный спектрофотометр Добсона (СФД)

является основным прибором на сети ВМО. Изготавливался с 1926 г. до 1985 г фирмой Beck (Англия). Его спектральный блок – это двойной кварцевый монохроматор, погрешность измерений – не более 2%, наблюдения – ручные. Тщательно выверенная в течение многих лет методика измерений сделала этот прибор опорным для всех измерений ОСО на мировой сети, а СФД № 83 является эталоном для сети ВМО. Спектрофотометры Добсона являются опорным средством для валидации спутниковых измерений ОСО, его главный недостаток – ручной способ наблюдений и необходимость высококвалифицированного обслуживания. Спектрофотометр Добсона из спектра приходящей к прибору радиации выделяет попарно участки спектра: пару А (lmax1 = 305.5 нм; lmax2 = 325,4 нм), пару C (311,45; 332,4) и пару D (317,6; 339,8). Росгидромет имеет два СФД (в ГГО и ЦАО). СФД № 108 (ГГО) аттестован Госстандартом как эталон измерений ОСО на сети Росгидромета. Регулярно (1 раз в 4 года) участвует в сравнениях с эталоном ВМО; он служит эталоном для калибровки озонометров М-124 сети Росгидромета.

Озонный спектрофотометр Брюера (СФБ)

регистрирует спектр УФР в диапазоне от 295 до 325 нм (в последних модификациях до 365 нм). В режиме измерения ОСО используется маска, которая выделяет из спектра пять участков шириной 0,6 нм с центрами на l1=306.3; l2=310,1; l3=313,5; l4=316,8 и l5=320,0 нм. Первый из регистрируемых участков используется для расчета содержания SO2, а участки 2–5 для измерения озона. В настоящее время прибор изготавливается фирмой Кипп и Зонен (Голландия). Поскольку производство спектрофотометров Добсона прекращено, все больше станций для измерений ОСО используют озонный спектрофотометр Брюера. В России имеется 4 СФБ (два в ЦАО, по одному прибору в НПО «Тайфун» и в ИФА РАН), которые можно использовать для регулярных измерений ОСО и УФР.

Фильтровые озонометры М-124

являются основным рабочим средством измерения ОСО на сети Росгидромета. Основные достоинства озонометра М-124 - простота конструкции и простота эксплуатации. Погрешность измерений ОСО новым прибором – единичного измерения до 5%, среднедневного значения – 3%, 1 межповерочный интервал – 2 года.

Метод расчета ОСО при использования фильтровых приборов с довольно широкими спектральными интервалами была разработана в ГГО Г.П. Гущиным в конце 1950-х. В дальнейшем методика производства наблюдений и обработки результатов постоянно совершенствовалась. Наиболее существенные изменения были внесены в методику измерений ОСО по свету от зенита ясного и облачного неба, что позволило проводить практически всепогодные измерения в широком диапазоне высот Солнца (от 5° до 70°).

При наблюдениях по Солнцу ОСО рассчитывают по отношению отсчетов озонометра по первому и второму светофильтрам. При наблюдениях по зениту неба расчет ОСО также производят, решая уравнение, при этом вместо коэффициента Ks используют коэффициент Кz, который определяют при калибровке, представляя его в табличном виде или полинома. Kоэффициент Кн определяют по состоянию неба в зените, визуально оценивая оптическую толщу облачности. (Кн может изменятся от 1.00 при ясном небе до 1.20 при очень плотной облачности). Озонометры М-124 работают на станциях уже более 20 лет (третий, предусмотренный ТУ, срок эксплуатации) и все чаще требуют ремонта и замены светофильтров из-за их соляризации.

Рейтинг@Mail.ru

Tuesday the 22nd. Joomla 2.5 templates & http://templjoomla.ru/. ФГБОУ ДПО ИПК 2011-2013