Статистические характеристики осажденного водяного пара, оптической толщи и облачности в северной части Евразии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Одной из важнейших задач исследования астроклимата возможных мест размещения Евразийских субмиллиметровых телескопов является изучение статистик осажденного водяного пара, оптической толщи и покрытия неба облачностью. В настоящей работе изучены статистики осажденного водяного пара и общей облачности в северной части Евразии с помощью реанализа ERA-5. Статистики оптической толщи на волне 3 мм получены с применением модели Лиебе по реанализу ERA-5 для региона расположения БТА. Наиболее благоприятными астроклиматическими зонами Евразии наряду с Тибетом и восточным Памиром являются отдельные районы Саян, горного Алтая и горного Дагестана. В работе выполнена верификация данных реанализа ERA-5 с помощью данных радиозондирования, данных ГНСС измерений и радиометрических измерений за 2021 г.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Б. Хайкин

Специальная астрофизическая обсерватория РАН; Институт астрономии РАН

Email: Ashikhovtsev@iszf.irk.ru
Россия, Нижний Архыз; Москва

А. Ю. Шиховцев

Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: Ashikhovtsev@iszf.irk.ru
Россия, Иркутск

А. П. Миронов

Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ им. М. В. Ломоносова; Институт астрономии РАН

Email: Ashikhovtsev@iszf.irk.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. K. Akiyama, A. Alberdi, W. Alef et. al., Astrophys. J. Lett. 930, L12 (2022).
  2. Ю.Ю. Балега, Д.К-С. Батаев, Г.М. Бубнов и др., Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки 502, 5 (2022).
  3. Ю.Ю. Балега, А.М. Барышев, Г.М. Бубнов и др., Известия высших учебных заведений. Радиофизика 633, 537 (2020).
  4. В. Кошелец, К. Рудаков, А. Худченко и др., Краткие сообщения по физике ФИАН 48, 47 (2021).
  5. K.I. Rudakov, A.V. Khudchenko, L.V. Filipenko, et. al., Applied Sciences 11, 10087 (2021).
  6. В.Б. Хайкин, А.Ю. Шиховцев, В.Е. Шмагин и др., Журнал Радиоэлектроники 7, 1684 (2022).
  7. X. Qian, Y. Yao, H. Wang et. al., Publ. Astron. Soc. Pacif. 132, 125003 (2020).
  8. S. Doeleman, L. Blackburn, J. Dexter, In Proceedings of the Bulletin of the American Astronomical Society 51, 256 (2019).
  9. A. Potekaev, N. Krasnenko, L. Shamanaeva, Atmosphere 12, 1347 (2021).
  10. Y.V. Molozhnikova, M.Y. Shikhovtsev, O.G. Netsvetaeva et al., Appl. Sci. 13, 8171 (2023).
  11. L.A. Bolbasova, E.K. Kopylov, Atmosphere 14, 1264 (2023).
  12. V.E Panchuk, V.L Afanas’ev, Astrophysical Bulletin 66, 2, 233–254 (2011).
  13. Iu.K. Bergner, A.V. Krat, M.A. Pogodin et al., Astrofizicheskie Issledovaniia 10, 52–60 (1978).
  14. L.A. Bolbasova, A.Yu. Shikhovtsev, S.A. Ermakov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520, 4336 (2023).
  15. A.W. Raymond, D. Palumbo, S.N. Paine, Astrophys. J. Suppl. Ser. 253, 5 (2021).
  16. A.Y. Shikhovtsev, P.G. Kovadlo, V.B. Khaikin et al., Remote Sensing 14, 6221 (2022).
  17. Г.Н. Ильин, В.Ю. Быков, В.Г. Стэмповский, А.М. Шишкин, Труды ИПА РАН 27, 210 (2013).
  18. Г.Н. Ильин, А.В. Троицкий, Известия высших учебных заведений. Радиофизика 60, 326 (2017).
  19. В.Ю. Быков, Г.Н. Ильин, Д.М. Караваев и др., Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского 680, 205 (2021).
  20. C.Б. Розанов, А.С. Завгородний, В.Л. Воронов, Труды ВРК-2022, 55 (2022).
  21. M. Bevis, S. Businger, T. A. Herring et. al., J. Geophys. Res. 97, 15787 (1992).
  22. M. Bevis, S. Businger, S. R. Chiswell et. al., J. Appl. Meteor. 33, 379 (1994).
  23. T.A. Herring, M.A. Floyd, R.W. King, S.C. McClusky Global Kalman filter VLBI and GPS Analysis Program, GLOBK Reference Manual, Release 10.6 (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Inst. Technol., Cambridge, MA, 54, 2018).
  24. J. Boehm, B. Werl, H. Schuh, J. Geophys. Res. 111, B02406 (2006).
  25. A.Yu. Shikhovtsev, P.G. Kovadlo, A.V. Kiselev et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 493, 723 (2020).
  26. П.Г. Ковадло, О.С. Кочеткова, А.Ю. Шиховцев, Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле 3, 88 (2010).
  27. П.Г. Ковадло, “Результаты астроклиматических исследований по наблюдениям Солнца и оптическая нестабильность земной атмосферы”, диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.03.03 “Физика Солнца”, Иркутск, 279 (2001).
  28. V.B. Khaikin, A.Yu. Shikhovtsev, A.P. Mironov et al., Proceedings of Science 072, 8 (2022).
  29. J. Xu, M. Li, A. Esamdin et. al., Publ. Astron. Soc. Pacif. 134, 015006 (2022).
  30. A.V. Lapinov, S.A. Lapinova, L.Y. Petrov et al., Proc. SPIE 11453, 114532O (2020).
  31. А.Ю. Шиховцев., В.Б. Хайкин, А.П. Миронов и др., Оптика атмосферы и океана 35, 1, 67 (2022).
  32. И.Т. Бубукин, И.В. Ракуть, М.И. Агафонов и др., Известия высших учебных заведений. Радиофизика 65, 791 (2022).
  33. А.Ю. Шиховцев, В.Б. Хайкин, П.Г. Ковадло и др., Оптика атмосферы и океана 35, 11, 956 (2022).
  34. Г.М. Бубнов, “Исследования поглощения волн миллиметрового диапазона в атмосфере земли и материалах криогенных рефлекторов”, диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 1.3.4 “Радиофизика”, Нижний Новгород, 133 (2022).
  35. A.S. Maruhno, G.M. Bubnov, V.F. Vdovin et al., Ground-based astronomy in Russia. 21st century. Proceedings of the All-Russian Conference, 184–188 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта расположения используемых ГНСС станций. Общепринятые обозначения станций MDVJ — Менделеево, LAVH — ГБУ Мосгоргеотрест, 7 км от Долгопрудного, CAOD — станция радиозондирования в Долгопрудном, CNG1 — Центр геодезии, картографии, 7 км от Долгопрудного.

Скачать (46KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменения PWV [мм] в январе 2021 г., оцененные по данным реанализа Era-5 в Менделееве (PWV ERA-5Mnd), по данным измерений ГНСС станций (PWV GNSMDVJ, PWV GNSLAVH, PWV GNSCNG1), РВП в Менделееве (PWV WVRMnd) и данным радиозондирования в Долгопрудном (PWV RSDp). Синей пунктирной линией показаны изменения уровня осадков по данным измерений на станции Тушино.

Скачать (75KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диаграмма рассеяния коэффициентов корреляции Пирсона для осажденного водяного пара за 2021 г. На рисунке показаны значения PWV [мм], определенные по различным данным. По диагонали приведены гистограммы, описывающие распределения согласующихся во времени коэффициентов Пирсона корреляции между значениями осажденного водяного пара PWV. MDVJ — Менделеево, LAVH — ГБУ Мосгоргеотрест, CAOD — станция радиозондирования в Долгопрудном, CNG1 — Центр геодезии, картографии, ERAM и ERAD — узлы сетки реанализа, ближайшие к Менделееву и Долгопрудному.

Скачать (126KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пространственное распределение осажденного водяного пара PWV [мм] в ночное время в северной части Евразии для высот более 2500 м, усредненное с декабря по февраль за период 2013–2022 гг.

Скачать (59KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Пространственное распределение доли общей облачности в ночное время в северной части Евразии для высот более 2500 м, усредненное с декабря по февраль за период 2013–2022 гг.

Скачать (68KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Функция вероятности повторяемости часовых значений оптической толщи для длины волны излучения 3 мм, оцененная по данным реанализа ERA-5, для места расположения Большого телескопа азимутального. Черная линия соответствует накопленной вероятности повторяемости, синяя линия — ядерной оценке плотности распределения.

Скачать (39KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Функция вероятности повторяемости значений оптической толщи для длины волны излучения 3 мм, полученная по данным радиометрических измерений, адаптированная из работы Бубнова [34], для места расположения Большого телескопа азимутального. Черная линия соответствует накопленной вероятности повторяемости, синяя линия — ядерной оценке плотности распределения.

Скачать (43KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024