Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Экспериментальное исследование изменчивости двуокиси азота в атмосфере спектрометрическим методом

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Елохов, Александр Сульманович

Введение

Глава 1. Краткий обзор литературы по основным разделам диссертации

1.1. Дистанционные оптические методы наблюдения N

1.2. Временная изменчивость N

1.3. Широтное распределение N

1.4. Воздействие вулканических извержений на N

Глава 2. Аппаратура и методика измерений

2.1. Измерения по прямому солнечному излучению

2.2. Измерения по рассеянному из зенита солнечному излучению

2.2.1. Автоматизированный спектрофотометр для измерения общего содержания и вертикального распределения N в атмосфере

2.2.2. Сумеречный метод наблюдений и обработка регистрируемых спектров

2.2.3. Апробация прибора

Глава 3. Методика восстановления общего содержания и вертикального распределения N

3.1. Определение общего содержания озона

3.2. Определение наклонного содержания N

3.3. Фотохимическая модель суточного хода N

3.4. Определение общего содержания и вертикального распределения N

3.5. Ошибки восстановления содержания N

3.6. Сопоставление с данными спутниковых измерений

Глава 4. Измерения общего содержания N02 в различных регионах

4.1. Измерения в Антарктике

4.1.1. Измерения на антарктических станциях Молодежная и Мирный весной 1987 г. и летом 1988 г.

4.1.2. Измерения в море Уэдделла в сентябре-октябре 1989 г.

4.2. Широтное распределение N02 по измерениям в Атлантике

4.2.1. Измерения в мае 1988 г.

4.2.2. Измерения в августе-сентябре и ноябре-декабре 1989 г.

Глава 5. Измерения общего содержания и вертикального распределения

N02 на Звенигородской научной станции

5.1. Временная изменчивость общего содержания и вертикального распределения N02 в стратосфере

5.1.1. Общие характеристики изменчивости

5.1.2. Различия утренних и вечерних значений содержания N

5.1.3. Влияние вулканических извержений вулкана Пинатубо

5.1.4. Межгодовая изменчивость

5.1.5. Тренды содержания N

5.2. Характеристики изменчивости содержания N02 в тропосфере

5.2.1. Статистические характеристики

5.2.2. Оценка образования N02 в области гроз

5.3. Эмпирическая модель вертикального распределения N02 88 Заключение 97 Литература

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Экспериментальное исследование изменчивости двуокиси азота в атмосфере спектрометрическим методом"

Актуальность работы

Двуокись азота (N02) - ключевой компонент семейства азотных составляющих атмосферы. Ее роль в атмосферных процессах определяется прежде всего важной ролью азотных составляющих в балансе атмосферного озона. Окислы азота N0 и N02 образуют каталитический цикл разрушения озона (Оз), особенно эффективный в стратосфере. В тропосфере, в присутствие достаточного количества долгоживущих летучих органических соединений, ЫОг наоборот ведет к дополнительному образованию озона.

Одна из злободневных задач, имеющая практическое и научное значение, -оценка воздействия на состав атмосферы и климат антропогенных выбросов в атмосферу. Загрязнение тропосферы и стратосферы азотсодержащими соединениями вызывает повышение кислотности осадков, приводит к образованию фотохимического смога, может оказывать неблагоприятные воздействия на озоносферу Земли. Важное значение для воздействия на состав атмосферы имеет активное участие азотных составляющих в гетерогенных химических процессах. Денитрификация стратосферы при образовании стратосферных полярных облаков служит условием активизации хлорного цикла разрушения озона и образования озонной "дыры" над Антарктидой. Значительное уменьшение содержания N02 происходит в реакциях на аэрозолях вулканического происхождения. Все это и определяет актуальность исследования закономерностей пространственно-временного поведения двуокиси азота.

При изучении состава атмосферы используются различные методы и подходы. Ключевое место в этой задаче занимают натурные измерения. Знание пространственного распределения и временной изменчивости атмосферных примесей необходимо для решения большого класса научных и практических задач. В задаче мониторинга и контроля изменений природной среды особое место занимают систематические долговременные высококачественные измерения. В последние годы организована и работает международная Сеть для обнаружения стратосферных изменений (Network for Detection of Stratospheric Change - NDSC), в рамках которой выполняются комплексные измерения содержания газовых и аэрозольных составляющих атмосферы, в том числе содержания NO2. В состав сети NO2 включена и Звенигородская научная станция ИФА (ЗНС), результаты измерения содержания NO2 на которой составляют часть диссертационной работы.

Цели работы

Создание автоматизированного спектрофотометра для измерений спектральной интенсивности рассеянного из зенита солнечного излучения.

Разработка методики обработки измеряемых спектров.

Усовершенствование метода восстановления общего содержания и вертикального распределения NO2.

Выполнение измерений содержания NO2 в различных регионах, исследование широтного распределения общего содержания NO2.

Выполнение систематических измерений общего содержания и вертикального распределения NO2 на Звенигородской научной станции и исследование временной изменчивости NO2.

Научная новизна

В результате выполнения работы впервые в СССР и России разработаны автоматизированный спектрофотометр и соответствующие методика и программное обеспечение для измерений общего содержания и вертикального распределения NO2 по рассеянному из зенита солнечному излучению.

Получены первые российские данные об изменении содержания NO2 в атмосфере Антарктики.

Впервые в мире по измерениям с уровня земли (с борта судна) с помощью одного прибора получены широтные разрезы содержания NO2.

Впервые в мире реализованы регулярные измерения вертикального профиля NO2, на основе которых получены данные о временной изменчивости вертикального распределения NO2 на ЗНС. До сих пор ЗНС - единственная наземная станция, на которой выполняются регулярные измерения вертикального профиля NO2.

Получены первые (в мире) количественные оценки уменьшения содержания NO2 в различных стратосферных слоях (над ЗНС) в результате гетерогенных реакций окислов азота на вулканическом аэрозоле.

Получены первые для умеренных широт северного полушария оценки тренда содержания NO2 в стратосфере.

Впервые по данным дистанционных измерений получены регулярные данные о содержании и изменчивости NO2 в тропосфере, получены характеристики изменчивости NO2 в связи с загрязнением нижней тропосферы.

Практическая ценность работы

Разработанные аппаратура и методика используются для регулярных измерений содержания NO2 в задаче дистанционного контроля глобальных изменений стратосферы (в рамках NDSC). Они могут также быть использованы для дистанционного мониторинга загрязнения тропосферы окислами азота.

Разработанные аппаратура и методика составили основу функционирующей на территории бывшего СССР наземной сети NO2, включающей в настоящее время Звенигородскую и Кисловодскую высокогорную научные станции Института физики атмосферы им. А.Н. Обухова РАН, станцию Ловозеро Полярного геофизического института Кольского научного центра РАН, лидарную станцию Института оптики атмосферы Сибирского отделения РАН в г.Томске, станцию Иссык-Куль Киргизского национального университета.

Разработанные аппаратура и методика, имеющиеся и будущие результаты измерений используются и могут быть в будущем использованы для валидации спутниковых измерений содержания NO2. В частности, были выполнены сравнения с данными измерений содержания NO2 со спутников SAGE II и ERS-2 (прибор GOME), предстоит валидация измерений со спутников SAGE III и ENVISAT (прибор SCIAMACHY).

Полученные в работе научные результаты о пространственных особенностях и временной изменчивости NO2 могут найти разнообразное применение в научных учреждениях, государственных экологических программах и мероприятиях по оценке состояния загрязнения атмосферы. Построенная по данным измерений на ЗНС эмпирическая модель вертикального распределения NO2 может использоваться для тестирования фотохимических моделей и моделей общей циркуляции атмосферы. Она будет также полезна для валидации спутниковых измерений NO2.

Личный вклад автора

Автор внес основной вклад в разработку аппаратуры и методики, а также в созданиек программного обеспечения для измерений общего содержания и вертикального распределения NO2. Им же сделан решающий вклад в оснащение наземной сети NO2 однотипной аппаратурой и методикой измерений. Им проведена большая организационная и практическая работа по проведению международного сравнения приборов и методик на ЗНС, в результате которого звенигородский прибор для наблюдений NO2 получил статус эталонного прибора на территории бывшего СССР.

Подавляющее большинство представленных в диссертации измерений выполнено с участием автора. Обработка всех данных измерений выполнена автором. Он участвовал в анализе всех результатов измерений.

Апробация работы

Данные измерений общего содержания NO2 на ЗНС регулярно поставляются на международную сеть NDSC, включающую только станции с признанным высоким качеством измерений.

Основные результаты работы докладывались на научных семинарах Института физики атмосферы им. A.M. Обухова РАН, Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, Лаборатории аэрономии NOAA (г. Боулдер, США), а также на международных и российских симпозиумах и конференциях. Среди них Международный симпозиум по исследованию средней атмосферы (Душанбе, 1989 г.), Международное рабочее совещание по электродинамике и составу мезосферы (Нижний Новгород, 1992 г.), Пятое совещание по атмосферной оптике (Томск, 1991 г.), Четырехгодичный озонный симпозиум (Шарлотсвилл, США, 1992 г.), XVIII генеральная ассамблея Европейского геофизического общества (Висбаден, ФРГ, 1993 г.), Международная конференция по исследованиям озона в нижней стратосфере (Халкидики, Греция, 1995 г.), XX и XXVI генеральные ассамблеи Европейского геофизического общества (Гамбург, ФРГ, 1995 г.; Ницца, Франция, 2002 г.), Четвертый циркумполярный симпозиум по дистанционному зондированию окружающей среды Арктики (Лингби, Дания, 1996 г.), Пятый и Десятый объединенный международные симпозиумы по оптике атмосферы и океана (Томск, 1998 г., 2003 г.), Международный радиационный симпозиум (Санкт-Петербург, 2000 г.), Вторая международная конференция по состоянию и охране воздушного бассейна и водноминеральных ресурсов курортно-рекреационных регионов (Кисловодск, 2000 г.), Вторая генеральная ассамблея SPARC (Мар-дель-Плата, Аргентина, 2000) и другие. Результаты измерений содержания NO2 в Антарктиде включены в отчет Международной метеорологической организации за 1989 г. (Scientific Assessment of Stratospheric Ozone: 1989. Vol. 1. World Meteorological Organization. Global Ozone Research and Monitoring Project -ReportNo. 20).

Результаты диссертационной работы опубликованы в 41 научной работе [Голицын и др., 1996; Груздев и Елохов, 2002а, 20026; Груздев и др., 2003; Елохов, 2001а, 20016; Елохов и Груздев, 1991,1992, 1998,2000а, 20006,2001, 2002; Елохов и др., 2000,2001; Ионов и др., 2001,2002; Тимофеев и др., 2000; Elokhovand Gruzdev, 1989, 1993а, 1993b, 1994, 1995, 1996а, 1996b, 1996с, 1996d, 1998а, 1998b, 1999,2000,2001а, 2001b; Elokhov at al„ 1995; Gavrilov et al., 1992; Gruzdev and Elokhov, 1996,2000,2002; Gruzdev et al., 2003; McElroy et al., 1997; Roscoe et al., 1999].

На защиту выносится:

1. Автоматизированный спектрофотометр для измерений спектральной интенсивности рассеянного из зенита солнечного излучения.

2. Методика обработки спектров, метод восстановления общего содержания и вертикального распределения NO2.

3. Результаты измерений общего содержания NO2 в Антарктике и их интерпретация.

4. Результаты измерений широтного распределения NO2 и их интерпретация.

5. Результаты одиннадцатилетних измерений общего содержания и вертикального распределения NO2 на Звенигородской научной станции, характеристики временной изменчивости NO2 на ЗНС.

6. Оценка уменьшения содержания NO2 в стратосфере над ЗНС после извержения вулкана Пинатубо.

7. Оценки межгодовых аномалий вертикального распределения NO2.

8. Оценки линейных трендов интегрального содержания NO2 в стратосфере.

Структура и объем работы

Диссертация объемом 115 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы (172 наименования). Содержит 33 рисунка и 2 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Елохов, Александр Сульманович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе собственных измерений автора был выполнен анализ основных особенностей широтного распределения и временной изменчивости содержания N02. Ряд полученных результатов (оценки долговременных трендов, характеристики межгодовых аномалий) будут в дальнейшем уточняться или пересматриваться по мере развития сети наблюдений N02 и накопления данных. Ряд результатов (характеристики годового хода, широтного распределения) отражают более устойчивые характеристики слоя N02, однако и они могут меняться в результате возможных глобальных изменений.

В заключение подведем основные итоги диссертационной работы.

1. В результате выполнения работы разработаны автоматизированный спектрофотометр и соответствующие методика и программное обеспечение для измерений общего содержания и вертикального распределения N02 по рассеянному из зенита солнечному излучению. Установка и метод прошли апробацию на международном сравнении и внедрены на ряде станций в России и Киргизии.

2. Накоплен многолетний материал измерений содержания N02, включающий различные широтные регионы. Получены, в том числе, данные об изменении содержания N02 в атмосфере Антарктики. Описана эволюция ОС N02 в связи с заполнением антарктической озонной дыры и динамикой стратосферного циркумполярного вихря. Показано, что вариации ОС N02 в атмосфере Антарктики в весеннее время коррелируют с температурой нижней стратосферы и обусловлены меридиональным переносом из более низких широт в системе циркуляции, связанной со стратосферным циркумполярным вихрем.

3. По измерениям с борта судна с помощью одного прибора получены широтные разрезы содержания N02. Выявлены глобальные и региональные особенности широтного распределения N02 в различные сезоны и в связи с циркуляцией в системе субтропических струйных течений. Показано, что глобальный межполушарный градиент ОС N02 определяется более высоким содержанием N02 в летнем полушарии по сравнению с зимним полушарием.

Выявлены региональные широтные максимумы N02 на циклонической периферии субтропических струйных течений. Обнаружен экваториальный максимум содержания N02 в верхней тропосфере в вечернее время, предположительно связанный с грозовой активностью.

4. Реализованы регулярные измерения вертикального профиля N02, на основе которых получены одиннадцатилетние данные о временной изменчивости вертикального распределения N02 на ЗНС.

5. По данным измерений на ЗНС выполнен анализ изменчивости N02 в тропосфере и стратосфере на разных временных масштабах от внутрисуточного до межгодового.

6. Подробно исследован годовой ход N02 в тропосфере и стратосфере над ЗНС. По экспериментальным данным рассчитаны амплитудные и фазовые характеристики годового хода N02. Построена эмпирическая сезонно-зависимая модель вертикального распределения N02 в стратосфере над ЗНС.

7. Рассчитана разность между вечерними и утренними значениями содержания N02 в стратосфере над ЗНС в зависимости от высоты и сезона. Она характеризует часть суточного хода N02, обусловленную процессами взаимной конверсии между окислами азота N0* и N205. Ее сезонный ход определяется соотношением длительности дня и ночи и годовым ходом скорости фотолиза N205.

8. Выполнен анализ межгодовых аномалий N02 в стратосфере над ЗНС. Они в основном связаны с межгодовой изменчивостью циркуляции стратосферы. Отмечены как локализованные по высоте аномалии, так и аномалии, охватывающие значительную часть стратосферного слоя N02. Величина аномалий может достигать десятков процентов от среднего для данного сезона содержания N02.

9. Обнаружено значительное уменьшение содержания N02 в стратосфере в результате гетерогенных реакций окислов азота на вулканическом аэрозоле после извержения вулкана Пинатубо. Получены количественные оценки уменьшения содержания N02 в различных стратосферных слоях. Уменьшение началось в августе 1991 г., через два месяца после извержения вулкана, и достигло максимума весной и летом 1992 г., когда эффект уменьшения интегрального содержания N02 в стратосфере составил около 30%. Связанная с извержением аномалия N02 существовала в течение трех лет.

10. Получены оценки тренда содержания N02 в стратосфере над ЗНС. Начиная с 1995 г., интегральное содержание N02 в стратосфере над ЗНС уменьшалось со средней скоростью (-3.2±0.8)% в год для утренних и (-2.3±0.8)% в год для вечерних значений. Обнаруженный тренд противоположен по знаку трендам содержания N02 в средних широтах южного полушария и тропиках, а по абсолютной величине значительно превосходит их.

11. Получены регулярные данные о содержании и изменчивости N02 в тропосфере на ЗНС, получены характеристики изменчивости N02 в связи с загрязнением нижней тропосферы. Загрязнения наиболее сильны и часты зимой. Во время загрязнения содержание N02 в приземном слое зачастую многократно превышает содержание N02 в толще стратосферы. Выявлена годовая, суточная, межсуточная (3-5 суток) и недельная цикличности содержания N02 в нижней тропосфере на ЗНС. Показано, что статистика загрязнения приземного слоя на ЗНС окислами азота принципиально отличается от гауссовой статистики и характеризуется большой вероятностью эпизодов сильного загрязнения.

12. Получены оценки образования N02 в грозовой области. Средняя концентрация N02 в грозовой области может превышать в сотни раз концентрацию в стратосферном максимуме N02.

Основным итогом работы следует считать существенный вклад, внесенный в решение проблемы изучения временной и пространственной изменчивости N02. Наиболее полно и всесторонне исследована временная изменчивость содержания N02 в тропосфере и стратосфере на Звенигородской научной станции.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить благодарность А.Н. Груздеву за научное руководство, руководителю лаборатории Н.Ф. Еланскому и руководству института за предоставленные возможности проведения экспедиционных измерений. Хочется поблагодарить также всех сотрудников института, проявивших внимание к моей работе, за полезные замечания и советы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Елохов, Александр Сульманович, Москва

1. Бурлаков В.Д., Ельников A.B., Зуев В.В., Маричев В.Н., Правдин В.Л. Следы извержения вулкана Пинатубо в стратосфере над Западной Сибирью (Томск, 56°с.ш.) // Оптика атмосферы. Т. 5. № 6. С. 602-604.1992.

2. Голицын Г.С., Арефьев В.Н., Гречко Е.И., Груздев А.Н., Еланский Н.Ф., Елохов A.C., Семенов В.К. Газовый состав атмосферы и его изменения // Оптика атмосферы и океана. Т. 9. № 9. С. 1214-1232. 1996.

3. Горчакова И.А., Мохов И.И., Тарасова Т.А., Фомин В.А. Воздействие облаков на радиационный теплообмен в атмосфере по данным зимнего Звенигородского эксперимента 1999 года // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 37. № 7. С. 2001.

4. Гришаев М.В., Зуев В.В. Первые результаты наблюдения общего содержания и вертикального распределения N02 над Томском // Оптика атмосферы и океана. Т. 9. № 8. С. 1120-1122.1996.

5. Груздев А.Н., Елохов A.C. Тренды содержания NO2 в стратосфере над Звенигородом //Доклады АН. Т. 382. № 5. 2002а.

6. Груздев А.Н., Елохов A.C. Тренды содержания NO2 в стратосфере по данным измерений на Звенигородской научной станции // Международный симпозиум стран СНГ "Атмосферная радиация". Санкт-Петербург, 18-21 июня 2002 г. Тезисы докладов. С. 119. 20026.

7. Груздев А.Н., Ситнов A.C. Особенности внутригодовой изменчивости озона в полярных областях по данным озонного зондирования на станциях Резольют и Амундсен-Скотт // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 27. №4. С. 396-407. 1991.

8. Груздев А.Н., Ситнов A.C. Анализ годового хода тропосферного и стратосферного озона по данным озонозондов // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 30. № 4. С. 491-500.1994.

9. Еланский Н.Ф., Арабов А.Я., Сеник И.А. О временной изменчивости общего содержания N(>2 в атмосфере по наблюдениям на Северном Кавказе // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 22. № 4. С. 363-372.1986.

10. Елохов A.C., Груздев А.Н. Измерения общего содержания озона и двуокиси азота на антарктических станциях Молодежная и Мирный весной 1987 -осенью 1988 гг. // Оптика атмосферы. Т. 4. № 9. С. 1006-1009. 1991.

11. Елохов A.C., Груздев А.Н. Широтное распределение общего содержания озона и двуокиси азота над Атлантикой по измерениям в мае 1988 г. // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 28. № 7. С. 739-744.1992.

12. Елохов A.C., Груздев А.Н. Измерения вертикального распределения NO2 на Звенигородской научной станции // 5-й Международный симпозиум по оптике атмосферы и океана, Томск, 15-18 июня 1998. Тезисы докладов. 1998.

13. Елохов A.C., Груздев А.Н. Измерения общего содержания и вертикального распределения NO2 на Звенигородской научной станции // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 36. № 6. С. 831-846.2000а.

14. Зуев В.В., Ельников A.B., Бурлаков В.Д. Стратосферный аэрозольный слой над г.Томском (56,5° с.ш., 85,0° в.д.) по результатам наблюдений на сибирской лидарной станции в 1986-1997 гг. // Оптика атмосферы и океана. Т. 12. №3. С. 268-274.1999.

15. Ионов Д., Тимофеев Ю.М., Еланский Н.Ф., Елохов A.C., Груздев А.Н.,

16. Кей С.М., Марпл C.JI. Современные методы спектрального анализа: Обзор // ТИИЭР. Т. 69. № 11. С. 5-51.1981.

17. Кузнецов Г.И., Нигматуллина К.С. Определение содержания двуокиси азота в атмосфере оптическим методом // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 13. № 8. С. 896-899. 1977.

18. Лысенко Е.В., Перов С.П., Семенов А.И., Шефов H.H., Суходоев В.А., Гивишвили Г.В., Лещенко Л.Н. Многолетние тренды среднегодовой температуры на высотах 25-110 км // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. Т. 35. №4. С. 435-443.1999.

19. Мак-Картни Э. Оптика атмосферы. М.: Мир. 421 с. 1979.

20. МаховерЗ.М. Климатология тропопаузы. Л.: Гидрометеоиздат. 256 с. 1983.

21. Пальмен Э., Ньютон Ч. Циркуляционные системы атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. 616 с. 1973.

22. Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. М.: Мир. 812 с. 1984.

23. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат. 288 с. 1980.

24. Хргиан А.Х., Кузнецов Г.И. Проблема наблюдений и исследований атмосферного озона. М.: Изд. МГУ. 216 с. 1981.

25. Шефов H.H. Интенсивности некоторых эмиссий сумеречного и дневного неба // Спектральные, спектрофотометрические и радиолокационные исследования полярных сияний и свечения ночного неба. М.: Изд. АН СССР. № 1.С. 25-29. 1959.

26. Anderson D.E., DeMajistre R., Lloid S.A., Swaminathan P.K. Impact of aerosols and clouds on the troposphere and stratosphere radiation field with application to twilight photochemistry at 20 km // J. Geophys. Res. V. 100. № D4. P. 71357145.1995.

27. Arnold F., Buhrke Th., Qiu S. Evidence for stratospheric ozone-depleting heterogeneous chemistry on volcanic aerosols from El Chichon // Nature. V. 348. № 6296. P. 49-50.1990.

28. Barnett J.J., Corney M. Middle atmosphere model derived from satellite data // Handbook for MAP. V. 16. P. 47-85.1985.

29. Bekki S., Pyle J.A. A two-dimensional modeling study of the volcanic eruption of Mount Pinatubo//J. Geophys Res. V. 99.№D9. P. 18861-18869. 1994.

30. Bower J.S., Broughton G.F.J., Dando M.T., Lees A.J., Stevenson K.J., Lampert J.E., Sweeney B.P., Parker V.J., Driver G.S., Waddon C.J., Wood A.J. Urban N02 concentrations in the U.K. in 1987//Atmos. Environ. V. 25B. P. 267-283. 1991.

31. Brasseur G.P., Orlando J.J., Tyndall G.S., eds. Atmospheric Chemistry and Global Change. New York: Oxford Univ. Press. 654 p. 1999.

32. Brogniez C., Lenoble J., Herman M., Lecomte P., Verwaerde C. Analysis of two balloon experiments in coincidence with SAGE II in case of large stratospheric aerosol amount: Post-Pinatubo period // J. Geophys. Res. V. 101. № Dl. P. 1541-1552.1996.

33. Brewer A.W., McElroy C.T., Kerr J.J. Nitrogen dioxide concentrations in the atmosphere//Nature. V. 246. № 5429. P. 129-133. 1973.

34. Calvert J.G. The chemistry of the polluted troposphere // Chemistry of the Unpolluted and Polluted Troposphere, eds. H.W. Georgii, W. Jaeschke. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. P. 425-456. 1982.

35. Chahine M.T. A general relaxation method for inverse solution of the full radiative transfer equation//J. Atmos. Sci. V. 29. № 5. P. 741-747. 1972.

36. Chandra S. Changes in stratospheric ozone and temperature due to the eruptions of Mt. Pinatubo // Geophys. Res. Lett. V. 20. № 1. P. 33-36.1993.

37. Chu W.P., McCormick M.P. SAGE observations of stratospheric nitrogen dioxide// J. Geophys. Res. V.91. № D5. P.5465-5476. 1986.

38. Chubachi S., Kajiwara R. Total ozone by lunar Dobson observations at Syowa, Antarctica I I Geophys. Res. Lett. V. 15. № 8. P. 905-906.1988.

39. Coffey M.T., Mankin W.G. Goldman A. Simultaneous spectroscopic determination of the latitudinal, seasonal, and diurnal variability of stratospheric N2O, NO, N02, and HNO3 //J. Geophys. Res. V. 86. № C8. P. 7331-7341. 1981.

40. DeMore W.B., Sander S.P., Golden D.M., Hampson R.F., Kurylo M.J., Howard C.J., Ravishankara A.R., Kolb C.E. Molina M.J. Chemical kinetics and photochemical data for use in stratospheric modeling. Evaluation number 12 // JPL Publ. 97-4.266 p. 1997.

41. Deshler T., Hofmann D.J., Johnson B.J., Rozier W.R. Balloonborne measurements of the Pinatubo aerosol size distribution and volatility at Laramie, Wyoming during the summer of 1991 // Geophys. Res. Lett. V. 19. № 2. P. 199-202. 1992.

42. Dessler A.E., Kawa. S.R., Considine D.B., Waters J.W., Froidevaux L., Kuner J.B. UARS measurements of CIO and NO2 at 40 and 46 km and implications for the model "ozone deficit" // Geophys. Res. Lett. V. 23. № 4. P. 339-342. 1996.

43. Ehhalt D.H., Drummond J.W. NO* sources and the tropospheric distribution of NOx during STRATOZ III // Tropospheric Ozone, ed. I.S.A. Isaksen. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. P. 217-237. 1988.

44. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Measurements of total ozone and NO2 in Antarctica // Internat. Symp. on Middle Atmosphere Study, Dushanbe, November 12-19, 1989. Abstracts. Moscow. P. 70. 1989.

45. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Spectrometric measurements of total NO2 in different regions of the globe // Proc. SPIE. V. 2107. P. 111-121.1993a.

46. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Total N02 measurements in the Weddell Sea, Antarctica, in September-October 1989 // Ann. Geophys. V. 11. Suppl. III. P. C413-C424. 1993b.

47. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Estimation of tropospheric and stratospheric NO2 from spectrometric measurements of column NO2 abundances // Proc. SPIE. V. 2506. P. 444-453. 1995.

48. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Observations of tropospheric NO2 at Zvenigorod Scientific Station //Ann. Geophys. V. 14. Suppl.II. P. C584.1996a.

49. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Latitude distributions of stratospheric NO2 measured from a ship in the atlantic ocean // Ann. Geophys. V. 14. Suppl. III. P. C704. 1996b.

50. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Vertical distribution of NO2 at Zvenigorod Scientific Station: Six years of observations // Ann. Geophys. V. 14. Suppl. III. P. C704. 1996c.

51. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Measurements of column contents and vertical distribution of N02 at Zvenigorod Scientific Station // Proc. SPIE. V. 3583. P. 547-554.1998a.

52. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Stratospheric NO2 empirical model for Central Russia. //32nd Scientific Assembly of COSPAR, 12-19 July 1998, Nagoya, Japan. Abstracts. 1998b.

53. Elokhov A., Gruzdev A. Eleven-year measurements of N02 vertical profiles at Zvenigorod, Russia // EGS XXVI General Assembly. Nice, France. Abstracts. 2001b.

54. Elterman L. UV, visible and IR attenuation to 50 km // Rep. AFCRL-68-0153, Environmental Research Paper, N 285, Bedford, Mass. 20 p. 1968.

55. EOS. Pinatubo cloud measured//Trans. Am. Geophys. Un. V. 72. P. 305-306.1991.

56. Fehsenfeld F.C., Parrish D.D., Fahey D.W. The measurement of NOx in the nonurban troposphere // Tropospheric Ozone, Ed. I.S.A. Isaksen. D. Reidel Publ. Comp., Dordrecht. P. 185-215. 1988.

57. Fish D.J., Roscoe H.K., Johnston P.V. Possible causes of stratospheric NO2 trends observed at Lauder, New Zealand // Geophys. Res. Lett. V. 27. № 20. P. 33133316.2000.

58. Gil M., Puentedura O., Yela M., Parrondo C., Jadhav D.B., Thorkelsson B. OCIO, NO2 and O3 total column observations over Iceland during the winter 1993/94 // Geophys. Res. Lett. V. 23. № 23. P. 3337-3340.1996.

59. Gobbi G.P., Congeduti F. Adriani A. Early stratospheric effects of the Pinatubo eruption // Geophys. Res. Lett. V. 19. № 10. P. 997-1000.1992.

60. Goutail F., Pommereau J.P., Sarkissian A., Kyro E., Dorokhov V., Total nitrogen dioxide at the Arctic polar circle since 1990 // Geophys. Res. Lett. V. 21. № 13. P. 1371-1374.1994.

61. Grainger J.F., Ring J. Anomalous Fraunhofer line profiles // Nature. V. 193. № 4817. P. 762.1962.

62. Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Effects of stratosphere-troposphere exchange on N02 distribution in low latitudes//Ann. Geophys. V. 14. Suppl.III. P. C768. 1996.

63. Gruzdev A., Elokhov A. Interannual variations and trends in stratospheric N02 at Zvenigorod // Geophysical Research Abstracts Volume 4,27th General Assembly of the EGS, Nice, France, 21-26 April, 2002. P. 226. 2002.

64. Gruzdev A.N., Elokhov A.S., Brasseur G.P. Trends in stratospheric column N02 contents at Zvenigorod: Measurements and modeling // X Joint Internat. Symp. "Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics", Tomsk, June 24-28, 2003. P. 116-117.2003.

65. Hansen J., Lacis A., Ruedy R., Sato M. Potential climate impact of Mount Pinatubo eruption // Geophys. Res. Lett. V. 19. № 2. P. 215-218.1992.

66. Jager R.R. The Pinatubo eruption cloud observed by lidar at Garmisch-Partenkirchen // Geophys. Res. Lett. V. 19. № 2. p. 191-194.1992.

67. Johnston P.V., McKenzie R.L. NO2 observations at 45°S during the decreasing phase of solar cycle 21, from 1980 to 1987 //J. Geophys. Res. V. 94. № D3. P. 34733486.1989.

68. Johnston P. V., McKenzie R.L., Keys J.G., Mattews W.A. Observations of depleted stratospheric NO2 following the Pinatibo eruption // Geophys. Res. Lett. V. 19. №2. P. 211-213. 1992.

69. Keating G.M., Pitts M.C. Proposed reference models for ozone // Adv. Space Res. V. 7. № 9. p. (9)37-(9)47.1987.

70. Keys J.G., Johnston P.V. Stratospheric NO2 column measurements from three Antarctic sites // Geophys. Res. Lett. V. 15. № 8. P. 898-900. 1988.

71. Keys J.G., Gardiner B.G. NO2 overnight decay and layer height at Halley Bay, Antarctica II Geophys Res. Lett. V. 18. № 4. P. 665-668. 1991.

72. Kinne S., Toon O.B., Prather M.J. Buffering of stratospheric circulation by changing amounts of tropical ozone: A Pinatubo case study // Geophys Res. Lett. V. 19. № 19. P. 1927-1930.1992.

73. Koike M., Jones N.B., Matthews W.A., Johnston P.V., McKenzie R.L., Kinnison D., Rodriguez J. Impact of Pinatubo aerosols on the partitioning between NO2 and HNO3 // Geophys. Res. Lett. V. 21. № 7. P. 597-600. 1994.

74. Kondo Y., Matthews W.A., Solomon S., Koike M., Hayashi M., Yamazaki K., Nakajama H., Tsukui K. Ground-based measurements of column amounts of NO2 over Syowa station, Antarctica // J. Geophys. Res. V. 99. N° D7. P. 1453514548.1994.

75. Kondo Y., Sugita T., Salawitch R.J., Koike M., Deshler T. Effect of Pinatubo aerosols on stratospheric NO //J. Geophys. Res. V. 102. № 1. P. 1205-1213. 1997.

76. Kotamarthi V.R., Ko M.K.W., Weisenstein D. K., Rodriguez J.M., Sze N.D. Effect of lightning on the concentration of odd nitrogen species in the lower stratosphere: An update // J. Geophys. Res. V. 99. P. 8167-8173. 1994.

77. Kreher К., Fiedler М., Gomer Т., Stutz J., Piatt U. The latitudinal distribution (50°N-50°S) of N02 and 03 in October / November 1990 // Geophys. Res. Lett. V. 22. P. 1217-1220.1995.

78. Mankin W.G., Coffey M.T., Goldman A. Airborne observations of SO2, HC1„ and O3 in the stratospheric plume of the Pinatubo volcano in July 1991 // Geophys. Res. Lett. V. 19. № 2. P. 179-182.1992.

79. Matthews W.A. Nitrogen dioxide column content measurements made from an aircraft between 5° and 82°N // J. Atmos. Chem. V. 2. № 2. P. 125-132. 1984.

80. Matthews W.A., Keys J.G., Johnston P.V. Transport and photochemical effects seen in stratospheric N02 amounts // J. Atmos. Terr. Phys. V. 48. № 11-12. P. 10931097.1986.

81. Mayer M., Putz E., Maderbacher R. First NO2 and ozone measurements by means of DOAS at alpine monitoring station in Austria // Polar stratospheric Ozone. Proc.

82. Third Europ. Workshop., Schliersee, Germany. Eds. J.A. Pyle, N.R.P. Harris, G.T. Amanatidis. / Eueropean Comiddion. Air pollution report 56. P. 379-381. 1995.

83. McCormick M.P., Thomason L.W., Trepte C.R. Atmospheric effects of the Mt Pinatubo eruption//Nature. V. 373. № 6513. P. 399-404. 1995.

84. McElroy C.T., Elokhov A., Elansky N., Frank H., Johnston P., Kerr J.B. Visible light nitrogen dioxide spectrometer intercomparison (Mt. Kobau, British Columbia, July 28 to August 10, 1991) // WMO Report No. 28. Geneva, 1997. 71 p.

85. McKenzie R.L., Johnston P.V. Springtime stratospheric NO2 in Antarctica. // Geophys. Res. Lett. V. 11. № 1. P. 73-75.1984.

86. McKenzie R.L., Johnston P.V., McElroy C.T., Kerr J.B., Solomon S. Altitude distributions of stratospheric constituents from ground-based measurements at twilight // J. Geophys. Res. V. 96. P. 15499-15511. 1991.

87. Mount J.H., Rusch D.W., Noxon J.F., Zavodny J.M., Barth C.A. Measurements of stratospheric NO2 from the Solar Mesosphere Explorer satellite. 1. An overview of the results// J. Geophys. Res. V.89. № Dl. P. 1327-1340. 1984.

88. Mount G.H., Sanders R.W., Schmeltekopf A. L., Solomon S., Visible spectroscopy at McMurdo Station, Antarctica. 1. Overview and daily variations of NO2 and O3 during austral spring, 1986 // J. Geophys. Res. V. 92. № D7. p. 8320-8328. 1987.

89. Nedoluha G.E., Siskind D.E., Bachmeister J.T., Bevilacqua R.M., Russell J.M. III. Changes in upper stratospheric CH4 and NO2 as measured by HALOE and implications for changes in transport // Geophys. Res. Lett. V. 25. № 7. P. 987990. 1998.

90. Nevison C.D., Solomon S., Russell J.M. III. Nighttime formation of N2O5 inferred from the Halogen Occultation Experiment sunset/sunrise NOx ratios // J. Geophys. Res. V. 101. № D3. P. 6741-6748.1996.

91. Newman P.A. The final warming and polar vortex dissapearance during the Southern Hemisphere spring//Geophys. Res. Lett. V. 13. № 12. P. 1228-1231. 1986.

92. Noxon J.F. Nitrogen dioxide in the stratosphere and troposphere measured by ground-based absorption spectroscopy// Science. V. 189. № 4202. P. 547-549. 1975.

93. Noxon J.F. Stratospheric NO2 in the Antarctic winter // Geophys. Res. Lett. V. 5.

94. P. 1021-1022.1978. Noxon J.F. Stratospheric N02. 2. Global behavior // J. Geophys. Res. V. 84. № C8.

95. P. 5067-5076. 1979. Noxon J.F. Tropospheric NO2 // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 3051-3057. /

96. Correction// J. Geophys. Res. V. 85. P. 4560-4561. 1980. Noxon J.F. Whipple E.C. Jr., Hyde R.S. Stratospheric NO2.1. Observational method and behavior at mid-latitudes // J. Geophys. Res. V. 84. № C8. P. 5047-5065. 1979a.

97. Noxon J.F., Marovich E., Norton R.B. Effect of a major warming upon stratospheric

98. Pommereau J.-P. Observation of NO2 diurnal variation in the stratosphere // Geophys

99. Res. Lett. V. 9. № 8. P. 850-853.1982. Pommereau J.-P., Goutail F. Stratospheric O3 and NO2 observations at the southern polar circle in summer and fall 1988 // Geophys. Res. Lett. V. 15. № 8. P. 895897.1988.

100. Randel W.J The anomalous circulation in the Southern Hemisphere stratosphere during spring 1987 // Geophys. Res. Lett. V. 15. № 8. P. 911-914. 1988.

101. Randel W.J., Wu F., Russell J.M. Ill, Waters J.W., Froidevaux F. Ozone and temperature changes in the stratosphere following the eruption of Mount Pinatubo//J. Geophys. Res. V. 100. № D8. P. 16753-16764. 1995.

102. Randel W.J., Wu F., Russell J.M. Ill, Waters J. Space-time patterns of trends in stratospheric constituents derived from UARS measurements // J. Geophys. Res. V. 104. № D3. P. 3711-3727.1999.

103. Reiter E.R. Stratospheric-tropospheric exchange processes// Rev. Geophys. Space Phys. V.13. № 4. P. 459-474.1975.

104. Remsberg E.E., Russel J.M., III. The near global distribution of middle atmospheric H20 and NO2 measured by the Nimbus 7 LIMS experiment // NATO ASI Series. V. 213. P. 87-102.1987.

105. Ridley B.A. Recent measurements of oxidized nitrogen compounds in the troposphere//Atmos. Environ. V.25A. P. 1905-1926. 1991.

106. Rodgers C.D. Retrieval of atmospheric temperature and composition from remote measurements of thermal radiation // Rev. Geophys. V. 100. P. 609-624. 1976.

107. Roscoe H.K., Johnston P.V.Elokhov A., et al. Slant column measurements of O3and NO2 during the NDSC intercomparison of zenith-sky UV-visible spectrometers in June 1996//J. Atmos. Chem. V. 32. P. 281-314.1999.

108. Rosenfield J.E., Considine D.B., Meade P.E., Bacmeister J.T., Jackman C.H.,

109. Schoeberl M.R. Stratospheric effects of Mount Pinatubo aerosol studied with a coupled two-dimensional model //J. Geophys. Res. V. 102. P. 3649-3670. 1997.

110. Russel J.M. Ill, Solomon S., Gordley L.L., Remsberg E.E., Callis L.B. The variability of stratospheric and mesospheric N02 in the polar winter night observed by LIMS // J. Geophys. Res. V. 89. № D5. P. 7267-7275. 1984.

111. Sanders R.W. Improved analysis of atmospheric absorption spectra by including the temperature dependence ofN02 //J. Geophys. Res. V. 101. № D15. P. 2094520952.1996.

112. Senne T. Stutz J., Piatt U. Measurement of the latitudinal distribution of N02 column density and layer height in Oct. / Nov. 1993 // Geophys. Res. Lett. V. 23. № 8. P. 805-808. 1996.

113. Solomon S. The mystery of the Antarctic ozone hole // Rev. Geophys. V. 26. № 1. P. 131-148.1988.

114. Solomon S., Garcia R.R. On the distribution of nitrogen dioxide in the high-latitude stratosphere // J. Geophys. Res. V. 88. № C9. P. 5229-5239. 1983.

115. Solomon S., Russell J.M. Ill, Gordley L.L. Observations of the diurnal variation of nitrogen dioxide in the stratosphere // J. Geophys. Res. V. 91. № D5. P. 54555464. 1986.

116. Solomon S., Schmeltekopf A.L., Sanders R.W. On the interpretation of zenith sky absorption measurements // J. Geophys. Res. V. 92. № D7. P. 8312-8319.1987.

117. Solomon S., Portman R.W., Sanders R.W., Daniel J.S., Madsen W., Bartram B., Dutton E.G. On the role of nitrogen dioxide in the absorption of solar radiation // J. Geophys. Res. V. 104. № D10. P. 12047-12058.1999.

118. Syed M.Q., Harrison A.W. Ground based observations of stratospheric nitrogen dioxide//Can. J. Phys. V. 58. № 6. P. 788-802.1980.

119. Van Roozendael M., Hermans C., De Maziere M., Simon P.C. Stratospheric NO2 at the Jungfraujoch Station between June 1990 and May 1992 // Geophys. Res. Lett. V. 21. № 13. p. 1383-1386. 1994a.

120. Van Roozendael M., Fayt C., Bolsee D., Simon P., Gil M., Yela M., Cacho J. Ground-based stratospheric NO2 monitoring at Keflavik (Iceland) during EASOE // Geophys. Res. Lett. V. 21. № 13. P. 1379-1382. 1994b.

121. Wahner A., Jakoubek R.O., Mount G.H., Ravishankara A.R., Schmeltekopf A.L. Remote sensing of daytime column NO2 during the airborne Antarctic ozone experiment//J. Geophys. Res. V. 94. № D14. P. 16619-16632. 1989.

122. Webster C.R., May R.D., Allen M., Jaegle L., McCormick M.P. Balloon profiles of stratospheric N02 and HNO3 for testing the heterogeneous hydrolysis of N2O5 on sulfate aerosols // Geophys. Res. Lett. V. 21. № 1. P. 53-56. 1994.

123. Winterrath T., Kurosu T.P., Richter A., Burrows J.P. Enhanced O3 and NO2 in thunderstorm clouds: convection or production? // Geophys. Res. Lett. V. 26. №9. P. 1291-1294.1999.

124. WMO: Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998. Geneva: World Meteorological Organization, Rep. No 44. P. 4.1-4.55. 1999.

125. Zander R., Ehhalt D.H. et al. Secular trend and seasonal variability of the column abundance of N2O above the Jungfraujoch station determined from IR solar spectra//J. Geophys. Res. V. 99. № D8. P. 16745-16756. 1994.

126. Zawodny J.M. Short-term variability of nitrogen dioxide in the winter stratosphere // J. Geophys. Res. V. 91. № D5. P. 5439-5450.1986.

127. Zawodny J.M., Rusch D.R. Seasonal behavior of NO2 in the winter stratosphere: Inferred NOx // J. Geophys. Res. V. 91. № D5. P. 5451-5454. 1986.

128. Zawodny J.M., McCormick M.P. Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II measurements of the quasi-biennial oscillation in ozone and nitrogen dioxide // J. Geophys. Res. V. 96. № D5. P. 9371-9377. 1991.

129. Zhang R., Sander N.T., Orville R.E., Tie X., Randel W., Williams E.R. Enhanced NOx by lightning in the upper troposphere and lower stratosphere inferred from the UARS global N02 measurements // Geophys. Res. Lett. V. 27. № 5. P. 685688.2000.