Зондирование изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Рокотян, Никита Валерьевич

  • Рокотян, Никита Валерьевич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2014, Екатеринбург
  • Специальность ВАК РФ01.04.05
  • Количество страниц 109
Рокотян, Никита Валерьевич. Зондирование изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения: дис. кандидат наук: 01.04.05 - Оптика. Екатеринбург. 2014. 109 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Рокотян, Никита Валерьевич

Содержание

Введение

Глава 1. Метод наземной ИК Фурье-спектрометрии

1.1 Уравнение переноса излучения. Прямая модель

1.2 ИК Фурье-спектрометр Вгикег Ш8125 М. Измерение и контроль аппаратной функции. Измерение интерферограммы в режиме БС

1.3 Обратная задача по определению атмосферных параметров

1.4 Уральская атмосферная станция

Глава 2. Дистанционное зондирование углеродсодержащих

парниковых газов и из изотопологов

2.1 Определение средней концентрации С02 и СН4 в атмосферном столбе из измеренных спектров пропускания с 2010 по 2014 гг. Сравнение с данными спутникового зондирования (СОБАТ)

2.2 Эффект температурно-независимого поглощения

2.3 Дистанционное зондирование изотопологов углеродсодержащих парниковых газов

Глава 3. Дистанционное зондирование 5180 и 6Б в атмосферном

водяном паре

3.1 Отбор спектральных окон для зондирования

3.2 Методика зондирования

3.3 Изотопическая модель атмосферной циркуляции

3.4 Источники ошибок в определении 8180 и

3.5 База спектроскопических параметров

3.6 Результаты решения обратной задачи 77 Заключение 84 Цитируемая литература

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Оптика», 01.04.05 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Зондирование изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения»

Введение

Палеоклиматические исследования, позволившие восстановить температурный режим Земли за последние 820 тысяч лет [81,82,98,114] выявили аномально быстрый рост концентрации ключевых парниковых газов в атмосфере (диоксида углерода СОг и метана СШ), который продолжается с начала индустриальной эры. Одновременно наблюдается изменение температурного режима Земли, характеризующееся заметным ростом среднегодовой температуры приземного воздуха нашей планеты (рис.1). Диоксид углерода СОг и метан СШ являются двумя наиболее важными антропогенными парниковыми газами, участвующими в процессе глобального потепления [144]. За последнее столетие наблюдается стремительный рост атмосферных концентраций СОг и СШ, что приводит к росту температуры на планете и глобальному изменению климата (рис. 2) [56,61,112,118,138,139,140]. Согласно данным прямых приземных измерений в обсерватории Mauna Loa [157] на Гаваях, только за 50 лет наблюдений концентрация СО2 в атмосфере выросла на 25%, при этом скорость роста его количества в атмосфере непрерывно росла и составляет сейчас более 2 ррт в год (рис. 3).

Рис. 1. Левая панель: график концентрации СО2 и СШ за последние 2 тыс. лет. Наблюдается стремительный рост содержания парниковых газов в атмосфере с начала индустриальной эры. Правая панель: рост приземной температуры атмосферы за последние 130 лет.

со О

X °

о.

о. сЗ ф 2

¡2 ф СО

Температура поверхности Земли

§

О

I °

N

со с; О. со ф 2

ф СО

§ X

о. ^

со

о. ф

с ф

о

о

фО

О-

5 х §§°

<5;

0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -06 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4

-06 100 50 0 -50 100 150

200 12

г Температура поверхности океана

I

о с; с

ф ^

х |

^ I

X

О

ф с;

Ж«

со гТ

9 3"

10 8 6

Температура воздуха над океаном

-Уровень мирового океана

"Прощадь льдов в Арктике

850

1900

1950

2000

Год

Рис. 2. Различные свидетельства глобального потепления. Приведены аномалии относительно 1961-1990 гг. Источник: отчет международной группы 1РСС 2013

1960 1970 1980 1990 2000 2010

ГОД

Рис. 3. Рост приземной концентрации С02 в обсерватории Manua Loa на Гаваях за последние 55 лет. Источник: http://www.esrl.noaa.gov/grnd/ccgg/trends/

Проблема аномально быстрого роста концентрации углекислого газа и метана в современной атмосфере делает актуальной задачу мониторинга углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере Земли [43].

Для этой задачи активно используются прямые точечные (in situ) измерения СОг, СН4 и других парниковых газов в приземном воздухе либо в нижней тропосфере, с использованием измерительных вышек [26,55,85,148,152,165]. Достоинством такого подхода является высокая точность получаемых данных, однако он не позволяет получить информацию ни о вертикальном распределении газов в атмосфере, ни их полное содержание в атмосферном столбе. Метод дистанционного зондирования, основанный на измерении спектров излучения, прошедшего через атмосферу, и на восстановлении информации об атмосферном составе из этих спектров, лишен вышеупомянутых недостатков, хоть и обладает менее высокой точностью. Технологии дистанционного зондирования атмосферы в инфракрасном диапазоне с целью мониторинга атмосферного состава получили активное развитие начиная со второй половины XX века в работах Российских

[9-12,15] и зарубежных исследователей [24,25,37-39]. Спутниковые спектрометры, такие как AIRS/AQUA, SCIAMACHY/ENVISAT, IASI/METOP, TANSO-FTS/ GOSAT, позволили получить глобальные пространственные и временные распределения СО2 и СН4 по планете с целью определения их основных стоков и источников [26,32,43,44,50,51,53,58,99,138,149]. С начала 1990-х годов за рубежом активно начали развиваться методы наземного дистанционного зондирования с использованием ИК Фурье-спектрометров высокого разрешения для слежения за изменением атмосферного состава и для валидации спутниковых данных [72,110,134,137,168,169]. В последнее десятилетие данная техника ИК зондирования атмосферы начала применяться в России на трех ИК Фурье-станциях высокого разрешения: на станции Санкт-Петербургского государственного университета в Петергофе [18,64], Институте оптики атмосферы СО РАН [4,17] и на Уральской атмосферной станции в Коуровке [7,19,68]. Также для задач зондирования атмосферных газов (включая их изотопологи) перспективными являются методы диодной лазерной ИК спектроскопии, которые в России активно развиваются в Институте общей физики РАН [8,16].

Наземные ИК Фурье-спектрометры высокого разрешения позволили восстанавливать значения средней концентрации СОг и СЩ в атмосферном столбе с точностью 0.25% (1 ррш для СОг и 5 ppb для СШ) [168]. Данные измерения активно используются для валидации данных спутникового зондирования [54,64,19,168], а также моделей общей циркуляции атмосферы [68,122,123]. Существующие сети ИК Фурье-спектрометров наземного базирования, TCCON (The Total Carbon Column Observing Network) [168] и NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) [72], производят рутинный мониторинг атмосферного состава. Станции сети TCCON осуществляют измерения в ближнем ИК диапазоне и определяют среднее содержание парниковых и загрязняющих атмосферу газов в атмосферном столбе, в то время как станции сети NDACC позволяют получить информацию об их вертикальном распределении на некоторых высотах, производя измерения спектров в тепловом ИК диапазоне. Данные, получаемые на этих станциях позволяют научным группам проводить кросвалидационные эксперименты различных методов

исследования атмосферного состава. Так, например, анализ измеряемых спутником 008АТ значений средней концентрации СОг и СШ в атмосферном столбе, посредством сравнения их с измерениями сети ТСС(Ж, выявил значительное занижение спутниковых значений по сравнению с наземными наблюдениями [106]. Дальнейшие работы по сравнению восстанавливаемых концентраций СОг и СШ, полученных различными алгоритмами восстановления, продемонстрировали лучшее согласие между спутниковыми и наземными измерениями [46,64,111], однако систематических сдвиг в данных спутникового зондирования до сих пор остается предметом для исследований. Географическая область исследования при валидации спутниковых данных по большей части ограничена зарубежными станциями, расположенными вне территории России. По этой причине валидация спутниковых данных на обширной территории России, в особенности на высоких широтах, остается важной задачей. Работы по сравнению результатов спутника ООЗАТ с результатами наблюдений Фурье-станций наземного базирования на территории России появились не так давно [19,64].

Для высокоточного определения вертикального распределения парниковых газов в атмосфере используются зондовые и самолетные измерения [1-3,13,14,20,34,40,57,77,89,147], число которых сильно ограничено из-за сложности и высокой стоимости подобных измерительных кампаний. На территории России самолетные измерения проводятся группой ученых Томского Института оптики атмосферы СО РАН с целью накопления временных рядов данных и валидации спутниковых данных на территории Западной Сибири [1-3]. Эксперименты по валидации восстанавливаемых из спектров спутника в08АТ значений средней концентрации СО2 и СШ в атмосферном столбе с использованием самолетных измерений в целом демонстрируют хорошее согласие [77,147].

Не менее важной задачей является мониторинг относительного содержания изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере [23,42,76,80,86,95,96,102,103,109,170]. В геофизике принято изотопический состав

исследуемого образца представлять в виде 8-величин. Эта величина в общем случае определяется следующим выражением:

где А — атомный символ, х — атомное число, (nx/na)sampie — отношение концентрации менее распространенного изотополога к концентрации наиболее распространенного, (пх/па)standard — стандартное отношение, которое является различным для различных атомов. Так, например, при определении относительного содержания дейтерия 3D или кислорода-18 д180 в образце, используются стандарты VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water), равные 2005.2x10"6 и 155.76x10-6 соответственно [49]. При определении относительного содержания углерода-13 д13С используется стандарт PDB (Pee Dee Belemnite) [48].

Мониторинг изотопного состава углеродсодержащих атмосферных газов предоставляет информацию об источниках их эмиссии и стоках, и механизмах переноса в атмосфере. Например, отношение 13С0г/12С02 характеризует углеродный цикл интересуемой экосистемы, поскольку растения с меньшей

эффективностью поглощают более тяжелый изотоп углерода 13С. Различные растения отличаются по степени поглощения углекислого газа, исходя из его изотопного состава, следовательно, информация о стоках и источниках С02 может быть получена посредством его изотопного анализа [160]. Измерения отношения 13СН4/12СН4 и 13СОг/12СОг в атмосфере используются для оценки вкладов в глобальный бюджет метана и углекислого газа антропогенных источников, таких как угольная и нефтегазовая промышленность [30,102,103,116,146]. Таким образом, мониторинг изотопного состава углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере может сыграть важную роль в более глубоком понимании процессов углеродного цикла.

Мониторинг изотопического состава водяного пара позволяет получить информацию об атмосферном водном цикле. Тяжелые изотопологи воды, НОО и Нг180, конденсируются более активно и испаряются менее активно, чем основной изотополог Н2160. Каждый цикл испарения и конденсации приводит к обеднению

водяного пара в воздухе тяжелыми изотопологами HDO и Нг180. Процесс обеднения затрагивает как 5180, так и 8D, но с небольшими отличиями, связанными с существованием дополнительных кинетических эффектов из-за различной диффузивности молекул воды в воздухе. В свою очередь, изотопический состав водяного пара может быть использован для понимания атмосферного водяного цикла, тогда как совместные измерения 8180 и 5D могут пролить свет на кинетические процессы, связанные с испарением и конденсаций [76,80,109,120,121,164,170].

Благодаря недавним разработкам методов, позволяющих восстанавливать информацию о распределении изотопологов водяного пара в атмосфере, наблюдается растущий интерес к использованию изотопического состава для исследования процессов, контролирующих влажность в тропосфере и водный обмен между тропосферой и стратосферой [45,107,113,119].

Из-за сложности восстановления информации о ô180 в атмосферном водяном паре, такие исследования базируются, в основном, на данных о содержании дейтерия. Спутниковые сенсоры, выведенные на орбиту, позволили получать дополнительную информации об изотопическом распределении водяного пара в атмосфере. В то время как сенсоры ACE-FTS и MIPAS предоставляли информацию о SD в нижней стратосфере - верхней тропосфере [122,123], TES позволил восстанавливать информацию также о вертикальном распределении 5D [166,167], IASI позволяет определять ÔD в средней тропосфере между 1 и 5 км [115], а спутники SCIAMACHY [62] и GOSAT [28,63] предоставляет доступ к среднему содержанию ÔD в атмосферном столбе.

Инфракрасный Фурье-спектрометр ATMOS, установленный на борту Космического Шаттла, был инструментом, использованным для первых попыток определения H2lsO, HDO, Нг1бО и их отношений [45,119]. Активно разрабатывающиеся техники спутникового дистанционного зондирования сделали возможным определение пространственного и временного распределений ÔD в тропосфере посредством апостериорных вычислений 8D из определяемых концентраций Нг160 и HDO [28,63,65,74,75,171], а также путем применения метода оптимального оценивания для определения ÔD непосредственно

[135,166,167], который позволяет получать результаты, не подверженные влиянию различной вертикальной чувствительности Ш160 и HDO. Однако спутниковые измерения не обладают достаточной точностью для определения ô180 в атмосфере. Методы дистанционного зондирования ÔD из измерений наземных РЖ Фурье-спектрометров были разработаны М. Шнайдером [133,134,137] в тепловом инфракрасном диапазоне и, сейчас, активно разрабатываются в ближнем инфракрасном диапазоне [67,127,142]. В то же время, рутинные измерения 5180 в атмосфере ограничиваются измерениями in situ изотопического состава водяного пара у поверхности и в осадках [88,97,131,145].

Таким образом, развитие методов дистанционного мониторинга изотопического состава атмосферы может позволить значительно улучшить наши знания о водном и углеродном циклах атмосферы.

Цель работы

Основная цель данной работы заключается в разработке методов дистанционного зондирования изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов наземными ИК Фурье спектрометрами, регистрирующими спектры пропускания атмосферой прямого солнечного излучения в ближнем ИК диапазоне с высоким разрешением и отношением сигнал/шум.

Задачи диссертации

1. Проведение натурных экспериментов по измерению ИК спектров пропускания безоблачной слабоаэрозольной атмосферы с высоким разрешением с использованием наземного ИК Фурье-спектрометра Bruker IFS 125М на Уральской атмосферной станции (УА.С) в Коуровке;

2. Решение обратной задачи по определению концентрации основных парниковых газов (СОг и СШ) в атмосфере среднего Урала и накопление временных рядов данных;

3. Проведение экспериментов по валидации результатов зондирования спутника GOSAT атмосферы над Уральским регионом. Оценка амплитуды сезонного цикла СОг;

4. Разработка и программная реализация метода минимизации ошибок решения обратной задачи зондирования газового состава атмосферы, связанных с неточным знанием вертикального профиля температуры в атмосфере;

5. Исследование возможности дистанционного зондирования относительного содержания изотопологов водяного пара и углеродсодержащих парниковых газов (трассеров гидрологического и углеродного циклов) в атмосфере. Характеризация продуктов решения обратной задачи.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Использование спектральных линий углеродсодержащих парниковых газов СО2 (в интервале 6050 - 6520 см"1) и СШ (в интервалах 4210 - 4670 см*1, 5960 - 6060 см"1), интенсивность которых слабо зависит от вариаций температуры в тропосфере, позволяет минимизировать ошибки, связанные с неопределенностью вертикального профиля температуры, и повысить точность определения концентрации искомых газов для единичных измерений в среднем на 3-5%;

2. Метод Фурье-спектрометрии высокого спектрального разрешения в ближнем ИК дапазоне (4000 - 7100 см"1) с высоким отношением сигнал/шум позволяет зондировать относительные концентрации изотопологов водяного пара НЛО и Ш180 в атмосфере с точностью, достаточной для валидации изотопических версий моделей общей циркуляции атмосферы;

3. Использование новых спектральных интервалов в диапазоне 4030 - 5060 см"1 (в дополнении к стандартному набору сети ТСС01М), содержащих линии поглощения ШЮ, позволяет увеличить точность решения обратной задачи зондирования 80 в атмосфере на 25%

Научная новизна

1. Впервые получены временные ряды концентрации СО2 и СШ за 2010-2014 гг. в атмосфере Урала методом наземной ИК Фурье-спектрометрии высокого разрешения; и определена амплитуда сезонных колебаний СОг;

2. Предложен метод дистанционного зондирования изотопологов углеродсодержащих парниковых газов 13СОг и 13СН4;

3. Впервые, для минимизации ошибок зондирования, связанных с неопределенностью вертикального профиля температуры, предложено использовать спектральные линии, интенсивность которых слабо зависит от вариаций температуры в тропосфере;

4. Впервые предложен метод дистанционного зондирования отношения концентрации изотопологов Н2180/Нг160 в атмосфере наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения и представлен временной ряд 8180 за 2010-2012 гг., определенный из ИК Фурье-спектров пропускания атмосферы, зарегистрированных на эталонной станции Бременского университета;

5. Произведен анализ ошибок в дистанционном зондировании 6Э и 8180 из спектров пропускания атмосферы в ближнем ИК диапазоне; и показано, что зондирование НБО и Н2180, не смотря на их высокую корреляцию со концентрацией Н21бО, позволяет получить дополнительную информацию об атмосферном водном цикле.

Научная значимость

1. Полученные путем решения обратной задачи ряды данных концентрации СОг и СН4 в атмосфере позволяют производить валидацию данных спутникового зондирования атмосферы и моделей углеродного цикла;

2. Предложенный метод дистанционного зондирования относительного содержания изотопологов углеродсодержащих парниковых газов наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения позволит, в перспективе, получить дополнительную информацию об углеродном цикле; стоках и источниках углеродсодержащих парниковых газов и их происхождении;

3. Анализ результатов определения 813СОг и 813СН4 из ИК Фурье-спектров пропускания атмосферы и анализ спектроскопических неопределенностей выявили необходимость уточнения спектроскопических параметров для получения дополнительной информации об углеродном цикле в атмосфере;

4. Предложенный метод дистанционного зондирования относительного содержания изотопологов водяного пара Н2180/Нг160 позволил впервые получить временной ряд данных о параметре 8180 в атмосферном столбе;

5. Характеризация продуктов дистанцинного зондирования НЕЮ и Нг180 наземными ИК Фурье-спектрометрами высокого разрешения в ближнем ИК диапазоне показала, что апостериорно вычисленные величины 8Б и 8180 содержат дополнительную информацию о водном цикле и могут быть использованы для кроссвалидации изотопических моделей общей атмосферной циркуляции.

Практическая значимость работы

1. Полученные временные ряды концентрации СОг и СШ в атмосфере были использованы для первых экспериментов по валидации данных зондирования спутника в08АТ над территорией Урала и могут быть использованы для валидации данных сенсоров 1А81 на спутниках МеЮр;

2. Предложенный метод минимизации ошибок дистанционного зондирования связанный с неопределенностью вертикального профиля температуры позволит получать более точные результаты решения обратной задачи и отбраковывать меньшее количество измерений;

3. Полученные временные ряды 8Б и 8180 были использованы для кроссвалидации изотопической модели общей циркуляции атмосферы ЕСНАМ5-\у1зо;

4. Предложенные дополнительные спектральные интервалы, позволяющие увеличить точность зондирования параметра 8Э в ближнем ИК диапазоне будут включены в новую версию программного пакета ОР1Т, используемого в сообществе ТССОЫ для решения обратной задачи;

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались: модель переноса

излучения в безоблачной слабоаэрозольной атмосфере (когда многократным

рассеянием можно пренебречь) в ближнем РЖ диапазоне; математические методы

решения некорректных обратных задач; методы математической статистики и линейной алгебры; статистический анализ; обработка больших объемов информации; проведение численных расчетов на ЭВМ.

Достоверность представленных в диссертационной работе результатов основывается на использовании хорошо апробированных физических моделей и математических методов. Хорошее согласие результатов зондирования атмосферы наземным ИК Фурье-спектрометром высокого разрешения на Уральской атмосферной станции с данными зондирования спутника ООБАТ и результатами симуляций изотопической модели общей циркуляции атмосферы ЕСНАМ5-лу1зо также подтверждает достоверность получаемых результатов.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на: совещаниях рабочей группы «Аэрозоли Сибири» (Томск, Россия, 2010, 2011, 2012, 2013), международном симпозиуме «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (Томск, Россия, 2011), международном симпозиуме стран СНГ «Атмосферная радиация и динамика» (Санкт-Петербург, Россия, 2011, 2013), международной конференции «Алгоритмический анализ неустойчивых задач» (Екатеринбург, Россия, 2011), Генеральной ассамблее Европейского геофизического общества (Вена, Австрия, 2012, 2013, 2014), совещаниях по дистанционному зондированию атмосферы наземными ИК Фурье-спектрометрами групп ТССОК и Ш\УСг/№}АСС (Венген, Шейцария, 2012; Бад Зульца, Германия, 2014), международном симпозиуме по молекулярной спектроскопии высокого разрешения «Н1§Ы1и8» (Санкт-Петербург, Россия, 2012), международной конференции «Обратные и некорректные задачи математической физики» (Новосибирск, Россия, 2012), международной конференции по зондирования парниковых газов из космоса «^йвМЗ» (Йокогама, Япония, 2013), совещании международной рабочей группы по мониторингу, моделированию и разработке методов измерения изотопического состава водяного

пара в атмосфере (Жиф-сюр-Иветт, Франция, 2013), семинарах проекта «Влияние изменения климата на водный и углеродный циклы в зоне таяния вечной мерзлоты Западной Сибири (WSIBISO)» под руководством ведущего ученого Жана Жузеля (Жиф-сюр-Иветт, Франция, 2013; Екатеринбург, Россия, 2012), XI международной школе молодых ученых «Физика окружающей среды» им. А.Г. Колесника (Томск, Россия, 2014), международной конференции «Наука будущего» (Санкт-Петербург, Россия, 2014).

Связь с плановыми работами

Работа над данной диссертацией выполнялась в рамках плановых и инициативных научно-исследовательских проектов в Институте естественных наук Уральского федерального университета в соответствии с программой: «Исследование влияние изменения климата на водный и углеродный циклы в зоне таяния вечной мерзлоты Западной Сибири», а также при финансовой поддержке РФФИ (гранты №09-01-00474 и №12-01-00801-а), Минобрнауки РФ (госконтракты П1151 и П1571) и Правительства РФ (договор № 11.G34.31.0064).

Публикации

Материалы диссертационной работы опубликованы в научных изданиях, в том числе: в иностранных рецензируемых журналах (2 публикации); в журналах, определенных ВАК (5 публикаций); в изданиях SPIE (1 публикация); одна глава в коллективной монографии издательства Института оптики атмосферы СО РАН; в трудах международных и российских конференций; в проектных отчетах.

Так же на основе предложенных в работе методов был разработан и зарегистрирован программный продукт «Программа расчета температурной зависимости спектральных линий молекулярного поглощения».

Краткое содержание глав

В первой главе описывается модель переноса ближнего ИК излучения в безоблачной слабоаэрозольной атмосфере; приведена схема ИК Фурье-спектрометра Bruker IFS 125М, описаны принцип его работы, контроль за

качеством измерений и техника произведенной модернизации. Далее приведен использованный в диссертационной работе метод решения обратной задачи по определению атмосферных параметров из измеренных ИК спектров пропускания атмосферы и описана Уральская атмосферная станция в Коуровке, на базе которой проводились измерения.

Вторая глава посвящена разработке методов зондирования углеродсодержащих парниковых газов СОг и СШ из наземных ИК Фурье-спектров пропускания. Приведены временные ряды определенного среднего содержания СОг и СШ с 2010 по 2014 г. в атмосфере над Уральской атмосферной станцией; представлены результаты предварительного эксперемента по валидации данных японского спутника ООБАТ. Далее изложена концепция метода минимизации ошибок, связанных с неточностью вертикального профиля температуры при решении обратной задачи. В завершении главы, представлен метод зондирования относительного содержания трассеров углеродного цикла -изотопологов углеродсодердащих парниковых газов 313Ссо2 и 313Ссн4\ приведен набор спектральных интервалов, содержащих подходящие для этой задачи линии поглощения 13С02 и 13СН4. Приведены результаты определения 313Ссо2 и 313Ссн4 из спектров Бременского университета (Германия).

Третья глава посвещена разработке методов определения относительного содержания изотопологов водяного пара <Ш и 3180 в атмосферном столбе, которые являются трассерами гидрологического цикла; а также детальному документированию вероятных источников ошибок решения обратной задачи и величины их влияния на получаемые результаты. Предложен набор спектральных интервалов с линиями поглощения Нг160, Н2180 и НЕ)160 для данной задачи. Проанализированы следующие источники ошибок: измерительный шум, неточность априорной информации (вертикальных профилей температуры и водяного пара), неопределенности спектроскопических параметров. Представлены временные ряды <Ш и 3180 в атмосферном столбе над Бременом, определенные из спектров пропускания атмосферы, зарегистрированных в Бременском университете. Представлено сравнение полученных значений <Ю из с аналогичными результатами зондирования групп ТСССЖ и МЭАСС. Приведено

сравнение <Ш и 8180 с результатами моделирвания изотопической атмосферной циркуляции моделью ЕСНАМ5-\у1зо.

В заключении представлены основные результаты и выводы диссертационной работы.

Глава 1. Метод наземной ИК Фурье-спектрометрии

1.1 Уравнение переноса излучения. Прямая модель

Перенос излучения в безоблачной слабоаэрозольной атмосфере в ближнем

ИК диапазоне определяется законом Бугера-Ламберта-Бера:

н

1{и) = I0(u)e~Tv, ти= kv{h)dh

о , (1.1.1)

где I(v) — интенсивность приходящего на вход спектрометра солнечного излучения, Io(v) — интенсивность излучения на входе в атмосферу, rv — оптическая толщина атмосферы на частоте v, kv{h) — коэффициент поглощения на высоте h,H— верхняя граница атмосферы на пути пучка солнечного света.

Коэффициент поглощения kv(h) может быть определен с помощью следующей line-by-line модели (с использованием базы спектральных параметров HITRAN, GEISA, ATM и др.):

Ngas

ku(h) = К + ^Niih^SijiTih))-Ф^ - v,T(h),p(h))

i , (1-1.2)

где Ni — концентрация /-го атмосферного газа на высоте h, Sy и Фу — интенсивность и контур у-ой спектральной линии /-го газа соответственно, p{h) и T{h) — давление и температура молекул в атмосфере на высоте h. Коэффициент k*v учитывает дополнительные эффекты, такие как континууальное поглощение водяного пара, поглощение атмосферным аэрозолем, а также эффекты смешения спектральных линий. Метод суммирования line-by-line для приложений атмосферного зондирования был впервые предложен Кондратьевым К.Я. и Тимофеевым Ю.М. [12] и модернизирован Фоминым Б.А. [60] для проведения сверхбыстрых расчетов.

Похожие диссертационные работы по специальности «Оптика», 01.04.05 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рокотян, Никита Валерьевич, 2014 год

Цитируемая литература

Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Inoue G., Краснов О.А., Machida Т., Maksutov Sh.Sh., Недэлэк Ф., Рамонет М., Сиас Ф., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Организация мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу компонент над территорией Сибири и некоторые его результаты. 1. Газовый состав // Оптика атмосферы и океана. — 2006. — Т. 19, № 11. — С. 948-955.

Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Inoue G., Maksutov Sh.Sh., Machida Т., Фофонов А.В. Вертикальное распределение парниковых газов над Западной Сибирью по данным многолетних измерений // Оптика атмосферы и океана. — 2009. — Т. 22, № 05. — С. 457-464. Аршинов М.Ю., Афонин С.В., Белан Б.Д., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Давыдов Д.К., Machida Т., Nedelec Ph., Paris J.-D., Фофонов А.В. Сравнение спутниковых и самолетных измерений газового состава в тропосфере над Югом Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. — 2013. — Т. 26, № 09. —С. 773-782.

Васильченко С.С., Сердюков В.И., Синица JI.H. Спектральная система измерений газовых атмосферных компонентов с оптоволоконной следящей системой и некоторые результаты анализа атмосферных спектров // Оптика атмосферы и океана. — 2012. — Т. 25, N 10. — С. 920-925. Герцберг Г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул // М.: ИЛ, 1949. — 647 С.

Грибанов К. Г., Захаров В. И., Ташкун С. А. Пакет программ FIRE-ARMS и его применение в задачах пассивного ИК-зондирования атмосферы // Оптика атмосферы и океана. - 1999. - Т. 12, № 4. - С. 372-378. Грибанов К.Г., Захаров В.И., Береснев С.А., Рокотян Н.В., Поддубный В.А., Имасу Р., Чистяков П.А., Скорик Г.Г., Васин В.В. Зондирование HD0/H20 в атмосфере Урала методом наземных измерений ИК-спектров солнечного

излучения с высоким спектральным разрешением // Оптика атмосферы и океана. — 2011. — Т. 24, N 2. — С. 124-127.

8. Григорьев Г.Ю., Малюгин С.Л., Набиев Ш.Ш., Надеждинский А.И., Ставровский Д.Б., Понуровский Я.Я., Устинов А.Л. Измерение изотопного состава воды с помощью диодной лазерной спектроскопии // Оптика атмосферы и океана. — 2005. — Т. 18, N 09. — С. 795-799.

9. Зуев, В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере / В.Е. Зуев. — М.: Сов. радио, 1970. - 496 С.

10. Зуев, В.Е. Современные проблемы атмосферной оптики (Том 7. Обратные задачи оптики атмосферы) / В.Е. Зуев, И.Э. Наац. - Л.: Гидрометиздат, 1990. -286 С.

11. Зуев, В.Е. Зуев, В.В. Дистанционное оптическое зондирование атмосферы. -С-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. - 275 С.

12. Кондратьев, К.Я. Термическое зондирование атмосферы со спутников / К.Я. Кондратьев, Ю.М. Тимофеев // Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 280 С.

13. Кухарский A.B., Успенский А.Б. Определение средней концентрации диоксида углерода в тропосфере по данным спутникового ИК-зондировщика высокого спектрального разрешения // Метеорология и гидрология. — 2009. — № 4. — С. 15-28.

14. Кухарский A.B., Успенский А.Б. Мониторинг содержания диоксида углерода в тропосфере над бореальными экосистемами Сибири // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2010. — Т. 7, №4. —С. 204-211.

15. Малкевич, М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников / М.С. Малкевич. -М.: Наука, 1973. - 303 С.

16. Надеждинский А.И., Григорьев Г.Ю., Малюгин С.Л., Маккавейский A.B., Набиев Ш.Ш., Ставровский Д.Б., Понуровский Я.Я., Шаповалов Ю.П., Бабичев А.П. Измерение изотопного состава 13С02/12С02 с использованием диодных лазеров ближнего ИК-диапазона // Оптика атмосферы и океана. — 2005. — Т. 18, N 10. — С. 839-844.

17. Пеннер И.Э., Балин Ю.С., Макарова М.В., Аршинов М.Ю., Воронин Б.А., Белан Б.Д., Васильченко С.С., Сердюков В.И., Синица JI.H., Половцева Е.Р., Кабанов Д.М., Коханенко Г.П. Измерения содержания водяного пара различными методами. Сравнения профилей водяного пара и аэрозоля // Оптика атмосферы и океана. — 2014. — Т. 27, N 08. — С. 728-738.

18. Поберовский А.В. Наземные измерения ИК-спектров солнечного излучения с высоким спектральным разрешением. // Оптика атмосферы и океана. — 2010. — Т. 23, N 01. — С. 56-58.

19. Рокотян Н.В., Imasu R., Захаров В.И., Грибанов К.Г., Хаматнурова М.Ю. Амплитуда сезонного цикла С02 в атмосфере Уральского региона по результатам наземного и спутникового ИК зондирования // Оптика атмосферы и океана. — 2014. — т. 27, № 9. — С. 819-825

20. Успенский А.Б., Кухарский А.В., Романов С.В., Рублев А.Н. Мониторинг концентрации диоксида углерода и общего содержания метана в тропосфере над Сибирью по данным спутниковых ИК-зондировщиков AIRS, IASI // Исследование Земли из космоса. — 2011. — № 1. — С. 14-21.

21. Anderson, G. P., Clough, S. A., Kneizys, F. X., Chetwynd, J. Н., Shettle, Е. P. AFGL atmospheric constituent profiles (0-120 km) // AFGL-TR-0110, Environmental Research Paper 954, Air Force Geophysics Laboratory, 1986. — 43 P.

22. Barber, R. J., Tennyson, J., Harris, G. J., Tolchenov, R. N. A high-accuracy computed water line list // Mon. Not. R. Astron. Soc. — 2006. — V. 368. — P. 1087-1094.

23. Battle, M., Bender, M. L., Tans, P. P., White, J. W. C., Ellis, J. Т., Conway, Т., Francey, R. J. Global carbon sinks and their variability inferred from atmospheric 02 and dl3C // Science. — 2000. — V. 287. — P. 2467-2470.

24. Beer R. Remote sensing by Fourier transform spectroscopy. — New York, USA: Wiley, 1992. — 153 P.

25. Beer, R. Tropospheric emission spectrometer (TES) // Proc. Fifth Workshop ASSFTS, 1994. — P. 77-92.

26. Bergamaschi, P., Houweling, S., Segers, A., Krol, M., Frankenberg, C., Scheepmaker, R. A., Dlugokencky, E., Wofsy, S. C., Kort, E. A., Sweeney, C., Schuck, T., Brenninkmeijer, C., Chen, H., Beck, V., Gerbig, C.: Atmospheric CH4 in the first decade of the 21st century: Inverse modeling analysis using SCIAMACHY satellite retrievals and NOAA surface measurements // J. Geophys. Res. D Atmos. — 2013. — V. 118. — P. 7350-7369.

27. Berrisford, P., Dee, D., Fielding, K., Fuentes, M., Kallberg, P., Kobayashi, S., Uppala, S. // ERA Report Series. 1. Technical Report, 2009. — 16 P.

28. Boesch, H., Deutscher, N. M., Warneke, T., Byckling, K., Cogan, A. J., Griffith, D. W. T., Notholt, J., Parker, R. J., Wang, Z. HD0/H20 ratio retrievals from GOSAT//Atmos. Meas. Tech. — 2013. — V. 6. — P.599-612.

29. Boone, C. D., Walker, K. A., Bernath, P. F. Speed-dependent Voigt profile for water vapor in infrared remote sensing applications // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. — 2007. — V. 105, N 3. — P. 525-532.

30. Brenninkmeijer C. A. M., Janssen C., Kaiser J., Rockmann T., Rhee T. S., Assonov S. S. Isotope Effects in the Chemistry of Atmospheric Trace Compounds //Chem. Rev. — 2003. — V. 103. —P. 5125-5161.

31. Brown, L. R., Sung, K., Benner, D. C., Devi, V. M., Boudon, V., Gabard, T., Wenger, C., Campargue, A., Leshchishina, O., Kassi, S., Mondelain, D., Wang, L., Daumont, L., Regalia, L., Rey, M., Thomas, X., Tyuterev, V. G., Lyulin, O. M., Nikitin, A. V., Niederer, H. M., Albert, S., Bauerecker, S., Quack, M., O'Brien, J. J., Gordon, I. E., Rothman, L. S., Sasada, H., Coustenis, A., Smith, M. A. H., Carrington, T., Wang, X. G., Mantz, A. W. Spickler, P. T. Methane line parameters in the HITRAN2012 database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2013. — V. 130. —P. 201-219.

32. Buchwitz, M., Schneising, O., Burrows, J. P., Bovensmann, H., Reuter, M., Notholt, J. First direct observation of the atmospheric C02 year-to-year increase from space // Atmos. Chem. Phys. — 2007. — V. 7. — P. 4249-4256.

33. Burrows, J.P., Holzle, P.E., Goede, A.P.H., Visser, H., Fricke, W. SCIAMACHY -Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography // Acta Astronaut. — 1995. —V. 35. — P. 445-451

34. Calbet, X., Kivi, R., Tjemkes, S., Montagner, F., Stuhlmann, R. Matching radiative transfer models and radiosonde data from the EPS/Metop Sodankyla campaign to IASI measurements // Atmos. Meas. Tech. — 2011. — V. 4. — P. 1177-1189.

35. Campargue, A., Song, K. F., Mouton, N., Perevalov, V. I. Kassi, S. High sensitivity CW-Cavity Ring Down Spectroscopy of five 13C02 isotopologues of carbon dioxide in the 1.26-1.44 um region (I): Line positions // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2010. —V. 111. — P. 659-674.

36. Campargue, A., Leshchishina, O., Mondelain, D., Kassi, S. Coustenis, A. An improved empirical line list for methane in the region of the 2v3 band at 1.66(im // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2013. — V. 118, N 0. — P. 4959.

37. Chahine, M.T. Determination of the temperature profile in an atmosphere from its outgoing radiance // J. Opt. Soc. Am. — 1968. — V. 58. — P. 1634-1637.

38. Chahine, M.T. Inverse problems in radiative transfer: determination of atmospheric parameters // J. Atmos. Sci. — 1970. — V. 27. — P. 960-967.

39. Chedin A., Chahine M.T., Scott N.A. High Spectral Resolution Infrared Remote Sensing for Earth's Weather and Climate Studies // Proceedings of NATO ASI Series, Series I: Global Environmental Change. — 1994. — V. 9. — 492 P.

40. Chen, H., Kers, B., Kivi, R., Heikkinen, P., Hatakka, J., Laurila, T., Sweeney, C., Tans, P. Validation of TCCON Observations of C02, CH4, and CO at Sodankyla Using AirCore // TCCON Meeting Talks, 2014. — 20 P.

41. Christensen, L. E., Spiers, G. D., Menzies, R. T. Jacob, J. C. Tunable laser spectroscopy of C02 near 2.05pm: Atmospheric retrieval biases due to neglecting line-mixing // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2012. — V. 113. — P. 739748.

42. Ciais, P., Tans, P. P., White, J. W. C., Trolier, M., Francey, R. J., Berry, J. A., Randall, D. R., Sellers, P. J., Collatz, J. G., Schimel, D. S. Partitioning of Ocean and Land Uptake of C02 as Inferred by dl3C Measurements from the Noaa Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory Global Air Sampling Network // J. Geophys. Res. — 1995. —V. 100. — P. 5051-5070.

43. Ciais, P., Dolman, A. J., Bombelli, A., Duren, R., Peregon, A., Rayner, P. J., Miller, C., Gobron, N., Kinderman, G., Marland, G., Gruber, N., Chevallier, F., Andres, R. J., Balsamo, G., Bopp, L., Breon, F.-M., Broquet, G., Dargaville, R., Battin, T. J., Borges, A., Bovensmann, H., Buchwitz, M., Butler, J., Canadell, J. G., Cook, R. B., DeFries, R., Engelen, R., Gurney, K. R., Heinze, C., Heimann, M., Held, A., Henry, M., Law, B., Luyssaert, S., Miller, J., Moriyama, T., Moulin, C., Myneni, R. B., Nussli, C., Obersteiner, M., Ojima, D., Pan, Y., Paris, J.-D., Piao, S. L., Poulter, B., Plummer, S., Quegan, S., Raymond, P., Reichstein, M., Rivier, L., Sabine, C., Schimel, D., Tarasova, O., Valentini, R., Wang, R., van der Werf, G., Wickland, D., Williams, M., Zehner, C. Current systematic carbon-cycle observations and the need for implementing a policy-relevant carbon observing system // Biogeosciences. — 2014. — V. 11. — P. 3547-3602.

44. 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.

45. Coffey, M. T., Hannigan, J. W., Goldman, A. Observations of upper tropospheric/ lower stratospheric water vapour and its isotopologues // J. Geophys. Res. — 2006. — V. 111, D006093. — 12 P.

46. Cogan, A. J., Boesch, H., Parker, R. J., Feng, L., Palmer, P. I., Blavier, J.-F. L., Deutscher, N. M., Macatangay, R., Notholt, J., Roehl, C., Warneke, T. Wunch, D. Atmospheric carbon dioxide retrieved from the Greenhouse gases Observing SATellite (GOSAT): Comparison with ground-based TCCON observations and GEOS-Chem model calculations // J. Geophys. Res. Atmos. — 2012. —V. 117, D21301. — 17 P.

47. Coudert, L. H., Wagner, G., Birk, M., Baranov, Yu. I., Lafferty, W. J., Flaud, J.-M. The H160 molecule: line position and line 2 intensity analyses up to the second triad//J. Mol. Spectrosc. — 2008. — V. 251. — P. 339-357.

48. Craig H. Isotopic standards for carbon and oxygen and correction factors for mass-spectrometric analysis of carbon dioxide // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 1957.—V. 12, N 1-2. — P. 133-149

49. Craig, H. Standard for reporting concentrations of deuterium and oxygen-18 in natural waters // Science. — 1961. —V. 133. — P. 1833-1834.

50. Cressot, C., Chevallier, F., Bousquet, P., Crevoisier, C., Dlugokencky, E. J., Fortems-Cheiney, A., Frankenberg, C., Parker, R., Pison, I., Scheepmaker, R. A., Montzka, S. A., Krummel, P. B., Steele, L. P., Langenfelds, R. L. On the consistency between global and regional methane emissions inferred from SCLAMACHY, TANSO-FTS, IASI and surface measurements // Atmos. Chem. Phys. — 2014. — V. 14. — 577-592.

51. Crevoisier, C., Chedin, A., Matsueda, H., Machida, T., Armante, R., Scott, N. A. First year of upper tropospheric integrated content of C02 from IASI hyperspectral infrared observations // Atmos. Chem. Phys. — 2009. — V. 9. — P. 4797-4810.

52. Dee, D. P., Uppala, S. M., Simmons, A. J., Berrisford, P., Poli, P., Kobayashi, S., Andrae, U., Balmaseda, M. A., Balsamo, G., Bauer, P., Bechtold, P., Beljaars, A. C. M., van de Berg, L., Bidlot, J., Bormann, N., Delsol, C., Dragani, R., Fuentes, M., Geer, A. J., Haimberger, L., Healy, S. B., Hersbach, H., Holm, E. V., Isaksen, L., Kallberg, P., Kohler, M., Matricardi, M., McNally, A. P., Monge-Sanz, B. M., Morcrette, J.-J., Park, B.-K., Peubey, C., de Rosnay, P., Tavolato, C., Thepaut, J.-N., Vitart, F. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Q. J. Roy. Meteor. Soc. — 2011. — V. 137. — P. 553— 597.

53. Deng, F., Jones, D. B. A., Henze, D. K., Bousserez, N., Bowman, K. W., Fisher, J. B., Nassar, R., O'Dell, C., Wunch, D., Wennberg, P. O., Kort, E. A., Wofsy, S. C., Blumenstock, T., Deutscher, N. M., Griffith, D. W. T., Hase, F., Heikkinen, P., Sherlock, V., Strong, K., Sussmann, R., Warneke, T. Inferring regional sources and sinks of atmospheric C02 from GOSAT XC02 data // Atmos. Chem. Phys. — 2014. — V. 14. — P. 3703-3727.

54. Dils, B., Buchwitz, M., Reuter, M., Schneising, O., Boesch, H., Parker, R., Guerlet, S., Aben, I., Blumenstock, T., Burrows, J. P., Butz, A., Deutscher, N. M., Frankenberg, C., Hase, F., Hasekamp, O. P., Heymann, J., De Maziere, M., Notholt, J., Sussmann, R., Warneke, T., Griffith, D., Sherlock, V., Wunch, D. The Greenhouse Gas Climate Change Initiative (GHG-CCI): comparative validation of GHG-CCI SCIAMACHY/ENVISAT and TANSO-FTS/GOSAT C02 and CH4 retrieval algorithm products with measurements from the TCCON // Atmos. Meas. Tech. — 2014. —V. 7. — P. 1723-1744.

55. Dlugokencky, E. J., Steele, L. P., Lang, P. M., Masarie, K. A. Atmospheric methane at Mauna Loa and Barrow observatories: Presentation and analysis of in situ measurements // J. Geophys. Res. — 1995. — V. 100, D0246. — 10 P.

56. Dlugokencky, E. J., Bruhwiler, L., White, J. W. C., Emmons, L. K., Novelli, P. C., Montzka, S. A., Masarie, K. A., Lang, P. M., Crotwell, A. M., Miller, J. B., Gatti, L. V. Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden // Geophys. Res. Lett. — 2009. — V. 36, LI8803 — 5 P.

57. du Piesanie, A., Piters, A. J. M., Aben, I., Schrijver, H., Wang, P., Noel, S. Validation of two independent retrievals of SCIAMACHY water vapour columns using radiosonde data // Atmos. Meas. Tech. — 2013. — V. 6. — P. 2925-2940.

58. Engelen, R. J., Serrar, S. Chevallier, F. Four-dimensional data assimilation of atmospheric C02 using AIRS observations // J. Geophys. Res. D Atmos. — 2009. — V. 114, DO 10739. — 12 P.

59. Fisher, R. E., Sriskantharajah, S., Lowry, D., Lanoiselle, M., Fowler, C. M. R., James, R. H., Hermansen, O., Lund Myhre, C., Stohl, A., Greinert, J., Nisbet-Jones, P. B. R., Mienert, J., Nisbet, E. G. Arctic methane sources: Isotopic evidence for atmospheric inputs // Geophys. Res. Lett. — 2011. — V. 38, L21803. — 6 P.

60. Fomin, B.A. Effective interpolation technique for line-by-line calculations of radiation absorption in gases // JQSRT. — 1995. — V. 53. — P. 663-669.

61. Francey, R. J., Trudinger, C. M., van der Schoot, M., Law, R. M., Krümmel, P. B., Langenfelds, R. L., Steele, L. P., Allison, C. E., Stavert, A. R., Andres, R. J., and

Rodenbeck, C. Atmospheric verification of anthropogenic C02 emission trends I I Nat. Clim. Change. — 2012. —V. 3. — P. 520-524.

62. Frankenberg, C., Yoshimura, K., Warneke, T., Aben, I., Butz, A., Deutscher, N., Griffith, D., Hase, F., Notholt, J., Schneider, M., Schrijver, H., Rockmann, T. Dynamic processes governing lower-tropospheric HD0/H20 ratios as observed from space and ground // Science. — 2009. — V. 325. — P. 1374-1377.

63. Frankenberg, C., Wunch, D., Toon, G., Risi, C., Scheepmaker, R., Lee, J.-E., Wennberg, P., Worden, J. Water vapor isotopologue retrievals from highresolution GOSAT shortwave infrared spectra // Atmos. Meas. Tech. — 2013. — V. 6. — P. 263-274.

64. Gavrilov, N. M., Makarova, M. V., Poberovskii, A. V., Timofeyev, Yu. M. Comparisons of CH4 ground-based FTIR measurements near Saint Petersburg with GOSAT observations // Atmos. Meas. Tech. — 2014. — V.7. — P. 1003-1010.

65. Gribanov, K. G., Zakharov, V. I. Possibility to monitor the HD0/H20 content ratio in the atmosphere from space observations of the outgoing thermal radiation // Atmospheric and Ocean Optics. — 1999. — V. 12, N 9. — P. 825-826.

66. Gribanov K. G., Zakharov V. I., Tashkun S. A., Tyuterev VI. G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // JQSRT. - 2001. - V. 68, N 4. - P. 435-451.

67. Gribanov, K. G., Zakharov, V. I., Beresnev, S. A., Rokotyan, N. V., Poddubnyi, V. A, Imasu, R., Chistyakov, P. A., Skorik, G. G., Vasin, V. V. The sounding of HDO/ H20 in Ural's atmosphere using ground-based measurements of IR-solar radiation with high spectral resolution // Atmospheric and Ocean Optics. — 2011. — V. 24, N 2. — P. 124-127.

68. Gribanov, K., Jouzel, J., Bastrikov, V., Bonne, J.-L., Breon, F.-M., Butzin, M., Cattani, O., Masson-Delmotte, V., Rokotyan, N., Werner, M., Zakharov, V. Developing a western Siberia reference site for tropospheric water vapour isotopologue observations obtained by different techniques (in situ and remote sensing) //Atmos. Chem. Phys. — 2014. —V. 14. — P. 5943-5957.

69. Griffiths, P. R., de Haseth, J. A. Fourier Transform Infrared Spectrometry. Second Edition // John Wiley & Sons, Inc., 2007. — 557 P.

70. Hagemann, S., Arpe, K., Roeckner, E. Evaluation of the hydrological cycle in the ECHAM5 model // J. Climate. — 2006. — V. 19. —P. 3810-3827.

71. Hamazaki, T., Kaneko, Y., Kuze, A. Carbon dioxide monitoring from the GOSAT satellite // Proceedings of XXth ISPRS congress, 2004. — 3 P.

72. Hannigan, J. W., Coffey, M. T., Goldman, A. Semi-Autonomous FTS Observation System for Remote Sensing of Stratospheric and Tropospheric Gases // J. Atmos. Ocean Tech. — 2009. —V. 26. — P. 1814-1828.

73. Hase F., Blumenstock T., Paton-Walsh C. Analysis of the instrumental line shape of high-resolution fourier transform IR spectrometers with gas cell measurements and new retrieval software // Appl. Opt. — 1999. — V. 38, N 15. — P. 34173422.

74. Herbin, H., Hurtmans, D., Turquety, S., Wespes, C., Barret, B., Hadji-Lazaro, J., Clerbaux, C., Coheur, P. F. Global distributions of water vapour isotopologues retrieved from IMG/ADEOS data // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2007. — V. 7. — P. 3957-3968.

75. Herbin, H., Hurtmans, D., Clerbaux, C., Clarisse, L., Coheur, P. F. (H20)-0-16 and HDO measurements with IASI/MetOp // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2009. — V. 9. — P. 9433-9447.

76. Hoffmann, G., Werner, M., Heimann, M. Water isotope module of the ECHAM atmospheric general circulation model: A study on timescales from days to several years // Journal of Geophysical Research. —1998. — V. 103. — P. 16871-16896.

77. Inoue, M., Morino, I., Uchino, O., Miyamoto, Y., Yoshida, Y., Yokota, T., Machida, T., Sawa, Y., Matsueda, H., Sweeney, C., Tans, P. P., Andrews, A. E., Biraud, S. C., Tanaka, T., Kawakami, S., Patra, P. K. Validation of XC02 derived from SWIR spectra of GOSAT TANSO-FTS with aircraft measurement data // Atmos. Chem. Phys. — 2013. — V. 13. — P. 9771-9788.

78. Jacquemart D, Gueye F, Lyulin OM, Karlovets EV, Baron D, Perevalov VI. Infrared spectroscopy of C02 isotopologues from 2200 to 7000 cm-1:

Characterizing experimental uncertainties of positions and intensities // JQSRT. — 2012. — V. 113. —P. 961-975.

79. Jenouvrier, A., Daumont, L., Regalia-Jarlot, L., Tyuterev, V. G., Carleer, M., Vandaele, A. C., Mikhailenko, S., Fally, S. Fourier transform measurements of water vapor line parameters in the 4200-6600 cm—1 region // J. Quant. Spectrosc. Ra. — 2007.— V. 105.— P. 326-355.

80. Jouzel, J., Russel, G., Suozzo, R., Kloster, R., White, J., Broecker, W. Simulations of the HDO and H2180 Atmospheric Cycles Using the NASA GISS General Circulation Model: The Seasonal Cycle for Present-Day Conditions // Journal of Geophysical Research. — 1987. — V.92. — P. 14739-14760.

81. Jouzel, J., Masson-Delmotte, V., Cattani, O., Dreyfus, G., Falourd, S., Hoffmann, G., Minster, B., Nouet, J., Barnola, J. M., Chappellaz, J., Fischer, H., Gallet, J. C., Johnsen, S., Leuenberger, M., Loulergue, L., Luethi, D., Oerter, H., Parrenin, F., Raisbeck, G., Raynaud, D., Schilt, A., Schwander, J., Selmo, E., Souchez, R., Spahni, R., Stauffer, B., Steffensen, J. P., Stenni, B., Stocker, T. F., Tison, J. L., Werner, M. Wolff, E. W. Orbital and millennial Antarctic climate variability over the past 800,000 years // Science. — 007. — V. 317. — P. 793-796.

82. Jouzel J. A brief history of ice core science over the last 50 yr // Clim. Past. — 2013. — V. 9, N 6. — P. 2525-2547.

83. Kalnay, E., Kanamitsu, M., Kistler, R., Collins, W., Deaven, D., Gandin, L., Iredell, M., Saha, S., White, G., Woollen, J., Zhu, Y., Leetmaa, A., Reynolds, R. The NCEP/NCAR 40-yearreanalysis project // B. Am. Meteorol. Soc. — 1996. — V. 77. —P. 437-471.

84. Karlovets, E. V., Kassi, S., Tashkun, S. A., Perevalov, V. I. and Campargue, A. High sensitivity Cavity Ring Down spectroscopy of carbon dioxide in the 1.19-1.26fim region // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2014. — V. 144. — P. 137-153.

85. Keeling, C.D., Bacastow, R.B., Bainbridge, A.E., Ekdahl, C.A., Guenther, P.R., Waterman, L.S. Atmospheric carbon dioxide variations at Mauna Loa Observatory, Hawaii // Tellus. — 1976. — V. 28, N 6. — P. 538-555

86. Keeling, C. D., Piper, S. C., Whorf, T. P., Keeling, R. F. Evolution of natural and anthropogenic fluxes of atmospheric C02 from 1957 to 2003 // Tellus B. — 2011.

— V.63,N 1. —P. 1-22.

87. Keppel-Aleks, G., Toon, G. C., Wennberg, P. O., Deutscher, N. M. Reducing the impact of source brightness fluctuations on spectra obtained by Fourier-transform spectrometry // Applied Optics. — 2007. — V. 46. P. 4774-4779.

88. Kerstel, E. R. T., van Trigt, R., Dam, N., Reuss, J., Meijer, H. A. J. Simultaneous determination of the 2H/1H, 170/160, and 180/160, isotope abundance ratios in water by means of laser spectrometry // Anal. Chem. — 1999. — V. 71. — P. 5297-5303.

89. Klonecki A., Pommier M., Clerbaux C., Ancellet G., Cammas J.-P, Coheur P.-F., Cozic A., Diskin G. S., Hadji-Lazaro J., Hauglustaine D. A., Hurtmans D., Khattatov B., Lamarque J.-F., Law K. S., Nedelec P., Paris J.-D., Podolske J. R., Prunet P., Schlager H., Szopa S., Turquety S. Assimilation of IASI satellite CO fields into a global chemistry transport model for validation against aircraft measurements // Atmos. Chem. Phys. — 2012. — V. 12, N 10. — P. 4493-4512.

90. Kochanov V.P. Line profiles for the description of line mixing, narrowing, and dependence of relaxation constants on speed // JQSRT. — 2011. — V. 112, N 12.

— P. 1931-1941.

91. Kochanov V.P. Analytical approximations for speed-dependent spectral line profiles //JQSRT. — 2011. —V. 112, N 18. —P. 2762-2770.

92. Kochanov V.P. On systematic errors in spectral line parameters retrieved with the Voigt line profile // JQSRT. — 2012. —V. 113, N 12. — P. 1635-1641.

93. Krishnamurti, T. N., Xue, J., Bedi, H. S., Ingles, K., Oosterhof, D. Physical initialization for numerical weather prediction over the tropics // Tellus A. — 1991. —V. 43, N4. —P. 53-81.

94. Langebroeck, P. M., Werner, M., Lohmann, G. Climate information imprinted in oxygen-isotopic composition of precipitation in Europe // Earth Planet. Sc. Lett..

— 2011. —V. 311, N 1-2.—P. 144-154.

95. Lassey, K. R., Lowe, D. C., Manning, M. R. The trend in atmospheric methane 813C and implications for isotopic constraints on the global methane budget // Global Biogeochem. Cycles. — 2000. — V. 14, N 1. — P. 41-^9.

96. Lassey, K. R., Etheridge, D. M., Lowe, D. C., Smith, A. M., Ferretti, D. F. Centennial evolution of the atmospheric methane budget: what do the carbon isotopes tell us? //Atmos. Chem. Phys. — 2007. — V. 7. — P. 2119-2139.

97. Lee, X., Sargent, S., Smith, R., Tanner, B. In situ measurement of the water vapor 0-I8/0-I6 isotope ratio for atmospheric and ecological applications // J. Atmos. Ocean. Tech. — 2005. —V. 22. — P. 1305-1305.

98. MacFarling Meure, C., Etheridge, D., Trudinger, C., Steele, P., Langenfelds, R., van Ommen, T., Smith, A., and Elkins, J. Law Dome C02, CH4 and N20 ice core records extended to 2000 years BP // Geophys. Res. Lett. — 2006. — V. 33, L14810. — 4 P.

99. Meirink, J. F., Bergamaschi, P., Frankenberg, C., d'Amelio, M. T. S., Dlugokencky, E. J., Gatti, L. V., Houweling, S., Miller, J. B., Rockmann, T., Villani, M. G. Krol, M. C. Four-dimensional variational data assimilation for inverse modeling of atmospheric methane emissions: Analysis of SCIAMACHY observations // J. Geophys. Res. — 2008. — V. 113, D009740. — 10 P.

100. Michelson A. A. // Philos. Mag. — 1891. — V. 31. — 256 P.

101. Michelson A. A. Light Waves and Their Uses // University of Chicago Press, 1902. —263 P.

102. Mikaloff Fletcher S. E., Tans P. P., Bruhwiler L. M., Miller J. B., Heimann M. CH4 sources estimated from atmospheric observations of CH4 and its 13C/12C isotopic ratios: 2. Inverse modeling of CH4 fluxes from geographical regions // Global Biogeochem. Cycles. — 2004. —V. 18, GB4005. — 15 P.

103. Mikaloff Fletcher S. E., Tans P. P., Bruhwiler L. M., Miller J. B., Heimann M. CH4 sources estimated from atmospheric observations of CH4 and its 13C/12C isotopic ratios: 1. Inverse modeling of source processes constraining CH4 source estimates with atmospheric observations of CH4 and 13C/12C isotopic ratios in CH4 in an inverse model // Global Biogeochem. Cycles. — 2004. — V. 18, GB4004. — 17 P.

104. Mikhailenko, S. N., Albert, K. A. K., Mellau, G., Klee, S., Winnewisser, B. P., Winnewisser, M., and Tyuterev, V. G.: Water vapor absorption line intensities in the 1900-6600 cm—1 region // J. Quant. Spectrosc. Ra. — 2008. — V. 109. — P. 2687-2696.

105. Mikhailenko, S. N., Le, W., Kassi, S., Campargue, A. Weak water absorption lines around 1.455 and 1.66 pm by CW-CRDS // J. Mol. Spectrosc. — 2007. — V. 244, N. 2. —P. 170-178.

106. Morino, I., Uchino, O., Inoue, M., Yoshida, Y., Yokota, T., Wennberg, P. O., Toon, G. C., Wunch, D., Roehl, C. M., Notholt, J., Warneke, T., Messerschmidt, J., Griffith, D. W. T., Deutscher, N. M., Sherlock, V., Connor, B., Robinson, J., Sussmann, R. Rettinger, M. Preliminary validation of column-averaged volume mixing ratios of carbon dioxide and methane retrieved from GOSAT short-wavelength infrared spectra // Atmos. Meas. Tech. — 2011. — V. 4, N 6. — P. 1061-1076.

107. Moyer, E. J., Irion, F. W., Yung, Y. L., Gunson, M. R. ATMOS stratospheric deuterated water and implications for troposphere stratosphere transport // Geophys. Res. Lett. — 1996. —V. 23, N 17. — P. 2385-2388.

108. Nakazawa, T., Sugawara, S., Inoue, G., Machida, T., Maksyutov, S., Mukai, H. Aircraft measurements of the concentrations of C02, CH4, N20, and CO and the carbon and oxygen isotopic ratios of C02 in the troposphere over Russia // J. Geophys. Res. - 1997. -V. 102, ND3. - P. 3843-3859.

109. Noone, D. Simmonds, I. Associations between delta 0-18 of water and climate parameters in a simulation of atmospheric circulation for 1979-95 // Journal of Climate. — 2002. — V. 15. — P. 3150-3169.

110. Notholt J., Schrems O. Ground-based FTIR measurements of vertical column densities of several trace gases above Spitzbergen // Geophys. Res. Letters. — 1994. —V 21. —P. 1355-1358

111. Notholt, J., Blumenstock, T., Brunner, D., Buchmann, B., Dils, B., De Mazière, M., Popp, Ch., Sussmann R. Product validation and algorithm selection report (PVASR), ES A Climate Change Initiative (CCI) // Final report, 2012. — 35 P.

112. Olivier, J. G. J., Janssens-Maenhout, G., Peters, J. A. H. W. Trends in global C02 emissions // 2012 Report. — PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, The Hague, Joint Research Centre, 2012. — 39 P.

113. Payne, V. H., Noone, D., Dudhia, A., Piccolo, C. Grainger, R. G. Global satellite measurements of HDO and implications for understanding the transport of water vapour into the stratosphere // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. — 2007 — V. 133. —P. 1459-1471.

114. Petit, J.R. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica // Nature. — 1999. — V. 399. — P. 429-436.

115. Pommier, M., Lacour, J.-L., Risi, C., Bréon, F.-M., Clerbaux, C., Coheur, P.-F., Gribanov, K., Hurtmans, D., Jouzel, J., Zakharov, V. Observation of tropospheric ÔD by IASI over western Siberia: comparison with a general circulation model // Atmos. Meas. Tech. —2014. —V. 7. —P. 1581-1595

116. Quay P. D., King S. L., Stutsman J., Wilbur D. O., Steele L. P., Fung I., Gammon R. H., Brown T. A., Farwell G. W., Grootes P. M., Schmidt F. H. Carbon isotopic composition of atmospheric CH4: fossil and biomass burning source strengths // Global Biogeochem. Cycles. — 1991. — V. 5. — P. 25-47.

117. Rast, S. Sea ice and nudging in ECHAM5 // URL: http://www.mpimet.mpg.de/ en/staff/sebastian-rast/echam-special-documentation.html, 2010. — 2 P.

118. Rigby, M., Prinn, R. G., Fraser, P. J., Simmonds, P. G., Langenfelds, R. L., Huang, J., Cunnold, D. M., Steele, L. P., Krummel, P. B., Weiss, R. F., O'Doherty, S., Salameh, P. K., Wang, H. J., Harth, C. M., Muhle, J., Porter, L. W. Renewed growth of atmospheric methane // Geophys. Res. Lett. — 2008. — V. 35, L22805. — 6 P.

119. Rinsland, C. P., Gunson, M. R., Foster, J. C., Toth, R. A., Farmer, C. B., Zander, R. Stratospheric Profiles of Heavy Water Vapor Isotopes and CH3D From Analysis of the ATMOS Spacelab 3 Infrared Solar Spectra // J Geophys Res. — 1991.—V. 96. —P. 1057-1068.

120. Risi, C., Bony, S., Vimeux, F., Jouzel, J. Water-stable isotopes in the LMDZ4 general circulation model: Model evaluation for present-day and past climates

and applications to climatic interpretations of tropical isotopic records I I Journal of Geophysical Research. — 2010. — V. 115, D12118. — 27 P.

121. Risi, C., Bony, S., Vimeux, F., Frankenberg, C., Noone, D., Worden, J. Understanding the Sahelian water budget through the isotopic composition of water vapor and precipitation // Journal of Geophysical Research. — 2010. — V. 115, D24110. — 23 P.

122. Risi, C., Noone, D., Worden, J., Frankenberg, C., Stiller, G., Kiefer, M., Funke, B., Walker, K., Bernath, P., Schneider, M., Wunch, D., Sherlock, V., Deutscher, N., Griffith, D., Wennberg, P. O., Strong, K., Smale, D., Mahieu, E., Barthlott, S., Hase, F., Garcia, O., Notholt, J., Warneke, T., Toon, G., Sayres, D., Bony, S., Lee, J., Brown, D., Uemura, R., Sturm, C. Process-evaluation of tropospheric humidity simulated by general circulation models using water vapor isotopologues: 1. Comparison between models and observations // J. Geophys. Res. — 2012. — V. 11, D05303. — 26 P.

123. Risi, C., Noone, D., Worden, J., Frankenberg, C., Stiller, G., Kiefer, M., Funke,

B., Walker, K., Bernath, P., Schneider, M., Bony, S., Lee, J., Brown, D., Sturm,

C.: Process-evaluation of tropospheric humidity simulated by general circulation models using water vapor isotopic observations: 2. Using isotopic diagnostics to understand the mid and upper tropospheric moist bias in the tropics and subtropics // J. Geophys. Res. — 2012. — V. 117, D05304. — 25 P.

124. Rodgers, C. D. Inverse methods for atmospheric sounding: Theory and Practice // World Scientific, 2000. - 206 P.

125. Roeckner, E., Bàuml, G., Bonaventura, L. Brokopf, R., Esch, M., Giorgetta, M., Hagemann, S., Kirchner, I., Kornblueh, L., Manzini, E., Rhodin, A., Schlese, U., Schulzweida, U., Tompkins, A. The atmospheric general circulation model ECHAM5. Part 1, Model description // Report No. 349, Max Planck Institute for Meteorology, 2003. — 140 P.

126. Roeckner, E., Brokopf, R., Esch, M., Giorgetta, M., Hagemann, S., Manzini, E., Schlese, U., Schulzweida, U. Sensitivity of simulated climate to horizontal and vertical resolution in the ECHAM5 atmosphere model // J. Climate. — 2006. — V. 19. —P. 3771-3791.

127. Rokotyan, N. V., Zakharov, V. I., Gribanov, K. G., Schneider, M., Breon, F.-M., Jouzel, J., Imasu, R., Werner, M., Butzin, M., Petri, C., Warneke, T., Notholt, J. A posteriori calculation of 8180 and 8D in atmospheric water vapour from ground-based near-infrared FTIR retrievals of H2160, H2180, and HD160 // Atmos. Meas. Tech. — 2014. — V. 7. — P. 2567-2580.

128. Rothman, L. S., Rinsland, C. P., Goldman, A., Massie, S. T., Edwards, D. P., Flaud, J.-m., Perrin, A., Camy-peyret, C., Dana, V., Mandin, J.-y., Schroeder, J., Mccann, A., Gamache, R. R., Wattson, R. B., Yoshino, K., Chance, K. V., Jucks, K. W., Brown, L. R., Nemtchinov, V. Varanasi, P. The Hitran Molecular Spectroscopic Database and Hawks (HITRAN Atmospheric Workstation): 1996 Edition // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 1998. — V. 60, N 5. — P. 665710.

129. Rothman, L. S., Gordon I. E., Barbe A., Benner D. C., Bernath P. F., Birk M., Boudon V., Brown L. R., Campargue A., Champion J.-P., Chance K., Coudert L. H., Dana V., Devi V. M., Fally S., Flaud J.-M., Gamache R. R., Goldman A., Jacquemart D., Kleiner I., Lacome N., Lafferty W. J., Mandin J.-Y., Massie S. T., Mikhailenko S. N., Miller C. E., Moazzen-Ahmadi, N., Naumenko O. V., Nikitin A. V., Orphal J., Perevalov V. I., Perrin A., Predoi-Cross A., Rinsland C. P., Rotger M., Simeckova M., Smith M. A. H., Sung K., Tashkun S. A., Tennyson J., Toth R. A., Vandaele A. C., Vander Auwera J.: The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. — 2009.—V. 110, N9-10. — P. 533-572.

130. Rothman, L. S., Gordon, I. E., Babikov, Y., Barbe, A., Benner, D. C., Bernath, P.

F., Birk, M., Bizzocchi, L., Boudon, V., Brown, L. R., Campargue, A., Chance, K., Coudert, L. H., Devi, V. M., Drouin, B. J., Fayt, A., Flaud, J.-M., Gamache, R. R., Harrison, J., Hartmann, J.-M., Hill, C., Hodges, J. T., Jacquemart, D., Jolly, A., Lamouroux, J., LeRoy, R. J., Li, G., Long, D., Mackie, C. J., Massie, S. T., Mikhailenko, S., Muller, H. S. P., Naumenko, O. V., Nikitin, A. V., Orphal, J., Perevalov, V. I., Perrin, A., Polovtseva, E. R., Richard, C., Smith, M. A. H., Starikova, E., Sung, K, Tashkun, S. A., Tennyson, J., Toon, G. C., Tyuterev, VI.

G., and Wagner, G. The HITRAN 2012 Molecular Spectroscopic Database //

Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. — 2013. — V. 130.

— P. 4-50.

131. Rozanski, K., Araguás-Araguás, L., Gonfiantini, R. Relation between long-term trends of oxygen-18 isotope composition of precipitation and climate // Science.

— 1992. —V. 258. — P. 981-985.

132. Schaeffer, S. M., Miller, J. B., Vaughn, B. H., White, J. W. C., and Bowling, D. R. Long-term field performance of a tunable diode laser absorption spectrometer for analysis of carbon isotopes of C02 in forest air // Atmos. Chem. Phys. — 2008.

— V. 8. —P. 5263-5277.

133. Schneider, M., Hase, F., Blumenstock, T. Ground-based remote sensing of HDO/ H20 ratio profiles: introduction and validation of an innovative retrieval approach //Atmos. Chem. Phys. — 2006. — V. 6. — P. 4705^1722.

134. Schneider, M., Toon, G. C., Blavier, J.-F., Hase, F., Leblanc, T. H20 and 8D profiles remotely-sensed from ground in different spectral infrared regions // Atmos. Meas. Tech. — 2010. —V. 3. — P. 1599-1613.

135. Schneider, M. Hase, F. Optimal estimation of tropospheric H20 and SD with IASI/METOP//Atmos. Chem. Phys. —2011. —V. 11. — P. 11207-11220.

136. Schneider, M., Hase, F., Blavier, J. F., Toon, G. C., Leblanc, T. An empirical study on the importance of a speed-dependent Voigt line shape model for tropospheric water vapor profile remote sensing // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. — 2011. — V. 112, N 3. — P. 465-474.

137. Schneider, M., Barthlott, S., Hase, F., González, Y., Yoshimura, K., García, O. E., Sepúlveda, E., Gomez-Pelaez, A., Gisi, M., Kohlhepp, R., Dohe, S., Blumenstock, T., Wiegele, A., Christner, E., Strong, K., Weaver, D., Palm, M., Deutscher, N. M., Warneke, T., Notholt, J., Lejeune, B., Demoulin, P., Jones, N., Griffith, D. W. T., Smale, D., Robinson, J. Ground-based remote sensing of tropospheric water vapour isotopologues within the project MUSICA // Atmos. Meas. Tech. — 2012. —V. 5. — P. 3007-3027.

138. Schneising, O., Buchwitz, M., Reuter, M., Heymann, J., Bovensmann, H., Burrows, J. P. Long-term analysis of carbon dioxide and methane column-

averaged mole fractions retrieved from SCIAMACHY // Atmos. Chem. Phys. — 2011. —V. 11. —P. 2863-2880.

139. Schneising, O., Heymann, J., Buchwitz, M., Reuter, M., Bovensmann, H., Burrows, J. P. Anthropogenic carbon dioxide source areas observed from space: assessment of regional enhancements and trends //Atmos. Chem. Phys. — 2013. — V. 13, —P. 2445-2454.

140. Schneising, O., Reuter, M., Buchwitz, M., Heymann, J., Bovensmann, H., Burrows, J. P. Terrestrial carbon sink observed from space: variation of growth rates and seasonal cycle amplitudes in response to interannual surface temperature variability //Atmos. Chem. Phys. — 2014. — V. 14, N 1. — P. 133141.

141. Shillings, A. J. L., Ball, S. M., Barber, M. J., Tennyson, J., Jones, R. L. An upper limit for water dimer absorption in the 750nm spectral region and a revised water line list // Atmos. Chem. Phys. — 2011. — V. 11. — P. 4273^1287.

142. Skorik, G. G., Vasin, V. V., Gribanov, K. G., Jouze, J., Zakharov, V. I., Rokotyan, N. V. Retrieval of vertical profiles of water vapour isotopologues in the atmosphere using infrared transmission spectra of solar radiation // Academy of Science Reports: Earth Sciences. — 2014. — V. 454. P. 208-212.

143. Sodemann, H., Aemisegger, F., Pfahl, S., Corsmeier, U., Wieser, A., Bitter, M., Feuerle, T., Hankers, R., Schulz, H., Hsiao, G., and Wernli H.: High-resolution vertical profiles of stable water isotopes from airborne measurements in the western Mediterranean during HyMeX in October 2012 // Geophysical Research Abstracts. — 2013. — V. 15, EGU2013-12674. — 1 P.

144. Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K. B., Tignor, M., and Miller, H. L. Climate Change 2007: The Physical Science Basis // Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). — Cambridge University Press, 2007. — 996 P.

145. Steen-Larsen, H. C., Johnsen, S. J., Masson-Delmotte, V., Stenni, B., Risi, C., Sodemann, H., Balslev-Clausen, D., Blunier, T., Dahl-Jensen, D., Elleh0j, M. D., Falourd, S., Grindsted, A., Gkinis, V., Jouzel, J., Popp, T., Sheldon, S., Simonsen,

S. B., Sjolte, J., Steffensen, J. P., Sperlich, P., Sveinbjörnsdöttir, A. E., Vinther, B. M., White, J. W. C. Continuous monitoring of summer surface water vapor isotopic composition above the Greenland Ice Sheet // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2013. — V. 13, N 9. — P. 4815-4828.

146. Stevens C. M., Engelkemeir A. Stable carbon isotopic composition of methane from natural and anthropogenic sources // J. Geophys. Res. — 1998. — V. 93. — P. 725-733.

147. Tanaka T., Miyamoto Y., Morino I., Machida T., Nagahama T., Sawa Y., Matsueda H., Wunch D., Kawakami S., Uchino O. Aircraft measurements of carbon dioxide and methane for the calibration of ground-based high-resolution Fourier Transform Spectrometers and a comparison to GOSAT data measured over Tsukuba and Moshiri // Atmos. Meas. Tech. — 2012. — V. 8, N 5. — P. 20052012.

148. Thoning, K.W., Tans, P.P., Komhyr, W.D. Atmospheric carbon dioxide at Mauna Loa Observatory 2. Analysis of the NOAA GMCC data, 1974-1985 // J. Geophys. Research. — 1989. — V. 94. — P. 8549-8565

149. Tiwari, Y. K., Gloor, M., Engelen, R. J., Chevallier, F., Rödenbeck, C., Körner, S., Peylin, P., Braswell, B. H. Heimann, M. Comparing C02 retrieved Atmospheric Infrared Sounder with model predictions: Implications for constraining surface fluxes and lower-to-upper troposphere transport // J. Geophys. Res. D Atmos. — 2006.—V. Ill, D006681. — 14 P.

150. Tolchenov, R., Tennyson, J. Water line parameters from refitted spectra constrained by empirical upper state levels: study of the 9500-14500 cm-1 region // J. Quant. Spectrosc. Ra. — 2008. — V. 109. — P. 559-568.

151. Toth, R. A. Measurements of positions, strengths and self-broadened widths of H20 from 2900 to 8000 cml: line strength analysis of the 2nd triad bands // J. Quant. Spectrosc. Ra. — 2005. —V. 94, N 1. — P. 51-107.

152. Tuzson, B., Henne, S., Brunner, D., Steinbacher, M., Mohn, J., Buchmann, B., Emmenegger, L. Continuous isotopic composition measurements of tropospheric C02 at Jungfraujoch (3580 m a.s.l.), Switzerland: real-time observation of

regional pollution events // Atmos. Chem. Phys. — 2011. — V. 11. — P. 1685-1696.

153. Uchino, O., Morino, I., Inoue, M., Yoshida, Y., Kikuchi, N., Nakamae, K., Yokota, T., Wunch, D., M. Roehl, C., O. Wennberg, P., Toon, G.C., Deutscher, N.M., Warneke, T., Notholt, J., Griffith, D.W. T., Sherlock, V., Robinson, J., Connor, B., Sussmann, R., Rettinger, M., Ahonen, P., Heikkinen, P., Kyro, E., Mendonca, J., Strong, K., Hase, R, Dohe, S., Kawakami, S., Ohyama, H., Nagahama , T., Machida, T., Sawa, Y., Matsueda, H., Tsuboi, K., Sweeney, C., Tans, P., E. Andrews, A., Biraud, S.C., C. Wofsy, S., Sakai, T., Nagai, T., Yamazaki, A., Uchiyama, A., Akaho, T., Kawasaki, T., Okumura, H., Arai, K., Liley, B., Shibata, T. Validation results of five-year GOSAT SWIR XC02 and XCH4 data // NDACC-IRWG&TCCON Workshop Talks, 2014. — 43 P.

154. Umezawa, T., Machida, T., Ishijima, K., Matsueda, H., Sawa, Y., Patra, P. K., Aoki, S., Nakazawa, T. Carbon and hydrogen isotopic ratios of atmospheric methane in the upper troposphere over the Western Pacific // Atmos. Chem. Phys.

— 2012.—V. 12. —P. 8095-8113.

155. Umezawa, T., Machida, T., Aoki, S., Nakazawa, T. Contributions of natural and anthropogenic sources to atmospheric methane variations over western Siberia estimated from its carbon and hydrogen isotopes // Global Biogeochem. Cycles.

— 2012. — V. 26, GB4009. — 14 P.

156. Uppala, S. M, Källberg, P. W., Simmons, A. J., Andrae, U., da Costa Bechtold, V., Fiorino, M., Gibson, J. K., Haseler, J., Hernandez, A., Kelly, G. A., Li, X., Onogi, K., Saarinen, S., Sokka, N., Allan, R. P., Andersson, E., Arpe, K., Balmaseda, M. A., Beljaars, A. C. M., van de Berg, L., Bidlot, J., Bormann, N., Caires, S., Chevallier, F., Dethof, A., Dragosavac, M., Fisher, M., Fuentes, M., Hagemann, S., Holm, E., Hoskins, B. J., Isaksen, L., Janssen, P. A. E. M., Jenne, R., McNally, A. P., Mahfouf, J.-F., Morcrette, J.-J., Rayner, N. A., Saunders, R. W., Simon, P., Sterl, A., Trenberth, K. E., Untch, A., Vasiljevic, D., Viterbo, P., Woollen, J. 2005: The ERA-40 re-analysis // Quart. J. R. Meteorol. Soc. - 2005. — V. 131. - P. 2961-3012.

157. URL: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/

158. URL: http://www.gosat.nies.go.jp/index_e.html

159. URL: http://www.iup.physik.uni-bremen.de

160. Van Pelt A. Real-Time Atmospheric Monitoring of Stable Isotopes and Trace Greenhouse Gases // International Environmental Technology. — 2008. — N. Jan/Feb. — P. 66-67.

161. Wang, L., Mondelain, D., Kassi, S. Campargue, A. The absorption spectrum of methane at 80 and 294K in the icosad (6717-7589 cm-1): Improved empirical line lists, isotopologue identification and temperature dependence // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. — 2012. —V. 113, N 1. — P. 47-57.

162. Warneke, T., Petersen, A. K., Gerbig, C., Jordan, A., Rodenbeck, C., Rothe, M., Macatangay, R., Notholt, J., and Schrems, O. Co-located column and in situ measurements of C02 in the tropics compared with model simulations // Atmos. Chem. Phys. — 2010. —V. 10. — P. 5593-5599.

163. Werner, M., Heimann, M., Hoffmann, G. Isotopic composition and origin of polar precipitation in present and glacial climate simulations // Tellus B. — 2001. — V. 53, N 1. — P. 53-71.

164. Werner, M., Langebroek, P. M., Carlsen, T., Herold, M., Lohmann, G. Stable water isotopes in the ECHAM5 general circulation model: Toward highresolution isotope modeling on a global scale // J. Geophys. Res. — 2011. —V. 16, D15109.

— 14 P.

165. WMO: Greenhouse Gas Bulletin, The State of Greenhouse Gases in the Atmosphere Based on Global Observations through 2012 // World Meteorological Organization, 2013. — 4 P.

166. Worden, J., Bowman, K., Noone, D., Beer, R., Clough, S., Eldering, A., Fisher, B., Goldman, A., Gunson, M., Herman, R., Ku- lawik, S. S., Lampel, M., Luo, M., Osterman, G., Rinsland, C., Rodgers, C., Sander, S., Shephard, M., Worden, H. Tropospheric Emission Spectrometer observations of the tropospheric HDO/ H20 ratio: Estimation approach and characterization // J. Geophys. Res. — 2006.

— V. Ill, D006606. — 10 P.

167. Worden, J., Noone, D., Bowman, K., Beer, R., Eldering, A., Fisher, B., Gunson, M., Goldman, A., Herman, R., Kulawik, S. S. Importance of rain evaporation and

continental convection in the tropicahwater cycle // Nature. — 2007. — V. 445.

— P. 528-532.

168. Wunch, D., Toon, G. C., Wennberg, P. O., Wofsy, S. C., Stephens, B. B., Fischer, M. L., Uchino, O., Abshire, J. B., Bernath, P., Biraud, S. C., Blavier, J.-F. L., Boone, C., Bowman, K. P., Browell, E. V., Campos, T., Connor, B. J., Daube, B. C., Deutscher, N. M., Diao, M., Elkins, J. W., Gerbig, C., Gottlieb, E., Griffith, D. W. T., Hurst, D. F., Jimenez, R., Keppel Aleks, G., Kort, E. A., Macatangay, R., Machida, T., Matsueda, H., Moore, F., Morino, I., Park, S., Robinson, J., Roehl, C. M., Sawa, Y., Sherlock, V., Sweeney, C., Tanaka, T., and Zondlo, M. A. Calibration of the Total Carbon Column Observing Network using aircraft profile data// Atmos. Meas. Tech. — 2010. — V. 3. —P. 1351-1362.

169. Wunch, D., Toon, G. C., Blavier, J.-F. L., Washenfelder, R. A., Notholt, J., Connor, B. J., Griffith, D. W. T., Sherlock, V., Wennberg, P. O. The total carbon column observing network. // Philosophical Transactions of the Royal Society -Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. — 2011. — V. 369.

— P. 2087-2112.

170. Yoshimura, K., Kanamitsu, M., Noone, D., Oki, T. Historical isotope simulation using Reanalysis atmospheric data // Journal of Geophysical Research. — 2008.

— V. 113, D010074. — 15 P.

171. Zakharov, V. I., Imasu, R., Gribanov, K. G., Hoffmann, G., Jouzel, J. Latitudinal distribution of the deuterium to hydrogen ratio in the atmospheric water vapor retrieved from IMG/ADEOS data // Geophys. Res. Lett. — 2004. — V. 31, N 12.

— P. 723-726.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.