The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov”
For the first time experience was gained with the operation of Russian equipment for water content and temperature remote sensing of the lower atmosphere in the Arctic. The comparison the results of measurements by radiometric systems with data of radiosoundings in wide range of meteorological condi...
Published in: | Arctic and Antarctic Research |
---|---|
Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
2020
|
Subjects: | |
Online Access: | https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 |
id |
ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/294 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Arctic and Antarctic Research (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjaaresearch |
language |
Russian |
topic |
inversion;polar atmosphere;radiometric complex;radiosounding;remote sensing;water content влагосодержание;дистанционное зондирование;инверсия;полярная атмосфера;радиозондирование;радиометрический комплекс |
spellingShingle |
inversion;polar atmosphere;radiometric complex;radiosounding;remote sensing;water content влагосодержание;дистанционное зондирование;инверсия;полярная атмосфера;радиозондирование;радиометрический комплекс A. Makshtas P. G. Il’in N. V. Bykov Yu. E. Miller A. A. Troitsky V. V. Kustov Yu. I. Bolshakova I. D. Rize D. А. Макштас П. Г. Ильин Н. В. Быков Ю. Е. Миллер А. А. Троицкий В. В. Кустов Ю. И. Большакова И. Д. Ризе Д. The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
topic_facet |
inversion;polar atmosphere;radiometric complex;radiosounding;remote sensing;water content влагосодержание;дистанционное зондирование;инверсия;полярная атмосфера;радиозондирование;радиометрический комплекс |
description |
For the first time experience was gained with the operation of Russian equipment for water content and temperature remote sensing of the lower atmosphere in the Arctic. The comparison the results of measurements by radiometric systems with data of radiosoundings in wide range of meteorological conditions had been executed. It is shown that mean difference between integral atmospheric water content, measured by water vapor radiometer WVR, and calculated from radiosoundings data does not exceed 6 % with standard deviation 0.54 kg/m2 and significant correlation coefficient 0,92. Analysis the data of meteorological temperature profiler MTR-5 allows to conclude that in general its adequately reproduce air temperature profiles in the atmospheric lower 1000 m layer. Some deviations take place only in cases of large temperature gradients. Preliminary analysis of WVR data showed that monthly mean value of integral atmospheric water content in area under study in April 2019 year practically coincides with calculated from radiosoundings, performed in 1983—1988 years at the polar station Barentsburg, nearest to the drift region, 3.61 and 3.62 kg/m2 respectively. Same time hourly mean values of integral atmospheric water content during drift varied from 2 to 10 kg/m2, with extreme values recorded between April 15 and April 20, probably due to intensive transport of air masses of the Atlantic origin. Based on MTR-5 data it was concluded that despite differences in sounding technology, the place and time of observations, the statistics of inversions registered during drift correspond well to statistics of inversions, recorded on the Arctic coastal stations and over sea ice cover of the Weddell Sea in winter. Приведено описание работы комплекса аппаратуры влажностно-температурного дистанционного зондирования нижнего слоя атмосферы (радиометр РВП и метеорологический профилемер МТР-5РЕ) в условиях Арктики. Выполнено сравнение результатов измерений радиометрических систем с данными аэрологического зондирования в широком спектре метеорологических условий. Получены оценки интегрального влагосодержания атмосферы и характеристик инверсий в нижнем 1000-метровом слое атмосферы в период дрейфа НЭС «Академик Трёшников» в северной части Баренцева моря. |
author2 |
This work was supported by the Russian Ministry of Education and Science (project RFMEFI61619X0108). Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект RFMEFI61619X0108). |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
A. Makshtas P. G. Il’in N. V. Bykov Yu. E. Miller A. A. Troitsky V. V. Kustov Yu. I. Bolshakova I. D. Rize D. А. Макштас П. Г. Ильин Н. В. Быков Ю. Е. Миллер А. А. Троицкий В. В. Кустов Ю. И. Большакова И. Д. Ризе Д. |
author_facet |
A. Makshtas P. G. Il’in N. V. Bykov Yu. E. Miller A. A. Troitsky V. V. Kustov Yu. I. Bolshakova I. D. Rize D. А. Макштас П. Г. Ильин Н. В. Быков Ю. Е. Миллер А. А. Троицкий В. В. Кустов Ю. И. Большакова И. Д. Ризе Д. |
author_sort |
A. Makshtas P. |
title |
The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
title_short |
The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
title_full |
The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
title_fullStr |
The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
title_full_unstemmed |
The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” |
title_sort |
experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of r/v “akademik tryoshnikov” |
publisher |
Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт |
publishDate |
2020 |
url |
https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 |
long_lat |
ENVELOPE(14.212,14.212,78.064,78.064) |
geographic |
Arctic Barentsburg Weddell Weddell Sea |
geographic_facet |
Arctic Barentsburg Weddell Weddell Sea |
genre |
Arctic Arctic Barentsburg Sea ice Weddell Sea |
genre_facet |
Arctic Arctic Barentsburg Sea ice Weddell Sea |
op_source |
Arctic and Antarctic Research; Том 66, № 3 (2020); 349-363 Проблемы Арктики и Антарктики; Том 66, № 3 (2020); 349-363 2618-6713 0555-2648 10.30758/0555-2648-2020-66-3 |
op_relation |
https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294/175 IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge; New York: Cambridge University Press, 2013. 1535 p. doi:10.1017/CBO9781107415324. Uttal T., Starkweather S., Drummond J.R., Vihma T., Makshtas A.P., Darby L.S., Burkhart J.F., Christopher J. Cox Ch., Schmeisser L.N., Haiden T., Maturilli M., Shupe M. D., De Boer G., Auromeet S., Grachev A.A., Crepinsek S.M., Bruhwiler L., Goodison B, Bruce McArthur, Walden Von P., Dlugokencky E.J., Persson P. Ola G., Lesins G., Laurila T. Ogren J.A., Stone R., Long Ch.N., Sharma S., Massling A., Turner D.D., Stanitski D.M., Asmi Ei., Aurela M., Skov H., Eleftheriadis K., Virkkula A., Platt A., Førland E.J., Iijima Y., Ingeborg E. Nielsen, Bergin M.H., Candlish L., Zimov N.S., Zimov S.A., O’Neill N.T., Fogal P.F., Kivi R., Konopleva-Akish E.A., Verlinde J., Kustov V.Y., Vasel B., Ivakhov V.M., Viisanen Y., Intrieri J.M. International Arctic Systems for Observing the Atmosphere // An International Polar Year Legacy Consortium. Bulletin of the American Meteorological Society. 2016. V. 97. № 6. P. 1033 — 1056. Frolov I.E., Ivanov V.V., Filchuk K.V., Makshtas A.P., Kustov V.Yu., Mahotina I.A., Ivanov B.V., Urazgildeeva A.V., Syoemin V.L., Zimina O.L., Krylov A.A., Bogin V.A., Zakharov V.Yu., Malyshev S.A., Gusev E.A., Baryshev P.E., Pilgaev S.V., Kovalev S.M., Turyakov A.B. Transarktika-2019: winter expedition in the Arctic Ocean on the R/V “Akademik Tryoshnikov” // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65 (3). P. 255 — 274. Ильин Г.Н., Троицкий А.В. Определение тропосферной задержки радиосигнала радиометрическим методом // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2017. T. 60. № 4. С. 326 — 335. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М.: Наука, 1974. 188 c. Troitsky A.V., Gaykovich K.P., Kadygrov E.N., Kosov A.S., Gromov V.A. Thermal sounding of the atmosphere boundary layer in oxygen absorbtion band center // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 1993. V. 31. № 1. P. 116 — 120. Westwater E.R., Han Y., Irisov V.G., Leuvskiy V., Kadygrov E.N., Viazankin A.S. Remote sensing of boundary layer temperature profiles by a scanning 5-mm microwave radiometer and RASS: Comparison Experiments // Journal of Atmospheric, and Oceanic Technology. 1999. V. 16. P. 805 — 818. Folomeev V.V., Kadygrov E.N., Miller E.A., Nekrasov V.V., Shaposhnikov A.N., Troisky A.V. Advanced Microwave System for Measurement of ABL Thermal Stratification in Polar Region // Proceedings of WMO Techn. Conferense on Meteorological Instruments and Methods of Observations. Helsinki, 2010. P. 1 — 6. EPA. Quality Assurance Guidance for the Collection of Meteorological Data Using Passive Radiometers. U.S. Environmental Protection Agency Region 10 Office of Environmental Assessment and U.S. Environmental Protection Agency Office of Air Quality Planning and Standards. FINAL 0611, 2011. 215 p. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеплолокация в метеорологии. Радиотеплолокационные методы определения характеристик влагосодержания облачной атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 280 с. Бурова Л.П. Влагооборот в атмосфере Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 128 с. Бурова Л.П., Лукьянчикова Н.И. Распределение водяного пара в атмосфере Арктики в условиях ясного и пасмурного неба // Метеорология и гидрология. 1996. № 1. C. 35 — 42. Kahl J.D. Characteristics of the Low-Level Temperature Inversion along the Alaskan Arctic Coast // Int. J. Climatol. 1990. V. 10. P. 537 — 548. Serreze M.C., Kahl J.D., Schnell, R.C. Low-Level Temperature Inversions of the Eurasian Arctic and Comparisons with Soviet Drifting Station Data // J. Climate. 1992. V. 5. P. 615 — 629. Andreas E.L., Claffey K.J., Makshtas A.P. Low-level atmospheric jets and inversions over the Western Weddell sea // Boundary-Layer Meteorology. 2000. V. 97. P. 459 — 486. https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294 doi:10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 |
op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3 https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324 |
container_title |
Arctic and Antarctic Research |
container_volume |
66 |
container_issue |
3 |
container_start_page |
349 |
op_container_end_page |
363 |
_version_ |
1766302185731129344 |
spelling |
ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/294 2023-05-15T14:28:03+02:00 The experience of remote temperature-water content sounding of atmosphere during drift of R/V “Akademik Tryoshnikov” Опыт дистанционного температурно-влажностного зондирования атмосферы в период дрейфа НЭС «Академик Трешников» A. Makshtas P. G. Il’in N. V. Bykov Yu. E. Miller A. A. Troitsky V. V. Kustov Yu. I. Bolshakova I. D. Rize D. А. Макштас П. Г. Ильин Н. В. Быков Ю. Е. Миллер А. А. Троицкий В. В. Кустов Ю. И. Большакова И. Д. Ризе Д. This work was supported by the Russian Ministry of Education and Science (project RFMEFI61619X0108). Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект RFMEFI61619X0108). 2020-09-29 application/pdf https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 rus rus Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294/175 IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge; New York: Cambridge University Press, 2013. 1535 p. doi:10.1017/CBO9781107415324. Uttal T., Starkweather S., Drummond J.R., Vihma T., Makshtas A.P., Darby L.S., Burkhart J.F., Christopher J. Cox Ch., Schmeisser L.N., Haiden T., Maturilli M., Shupe M. D., De Boer G., Auromeet S., Grachev A.A., Crepinsek S.M., Bruhwiler L., Goodison B, Bruce McArthur, Walden Von P., Dlugokencky E.J., Persson P. Ola G., Lesins G., Laurila T. Ogren J.A., Stone R., Long Ch.N., Sharma S., Massling A., Turner D.D., Stanitski D.M., Asmi Ei., Aurela M., Skov H., Eleftheriadis K., Virkkula A., Platt A., Førland E.J., Iijima Y., Ingeborg E. Nielsen, Bergin M.H., Candlish L., Zimov N.S., Zimov S.A., O’Neill N.T., Fogal P.F., Kivi R., Konopleva-Akish E.A., Verlinde J., Kustov V.Y., Vasel B., Ivakhov V.M., Viisanen Y., Intrieri J.M. International Arctic Systems for Observing the Atmosphere // An International Polar Year Legacy Consortium. Bulletin of the American Meteorological Society. 2016. V. 97. № 6. P. 1033 — 1056. Frolov I.E., Ivanov V.V., Filchuk K.V., Makshtas A.P., Kustov V.Yu., Mahotina I.A., Ivanov B.V., Urazgildeeva A.V., Syoemin V.L., Zimina O.L., Krylov A.A., Bogin V.A., Zakharov V.Yu., Malyshev S.A., Gusev E.A., Baryshev P.E., Pilgaev S.V., Kovalev S.M., Turyakov A.B. Transarktika-2019: winter expedition in the Arctic Ocean on the R/V “Akademik Tryoshnikov” // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65 (3). P. 255 — 274. Ильин Г.Н., Троицкий А.В. Определение тропосферной задержки радиосигнала радиометрическим методом // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2017. T. 60. № 4. С. 326 — 335. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М.: Наука, 1974. 188 c. Troitsky A.V., Gaykovich K.P., Kadygrov E.N., Kosov A.S., Gromov V.A. Thermal sounding of the atmosphere boundary layer in oxygen absorbtion band center // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 1993. V. 31. № 1. P. 116 — 120. Westwater E.R., Han Y., Irisov V.G., Leuvskiy V., Kadygrov E.N., Viazankin A.S. Remote sensing of boundary layer temperature profiles by a scanning 5-mm microwave radiometer and RASS: Comparison Experiments // Journal of Atmospheric, and Oceanic Technology. 1999. V. 16. P. 805 — 818. Folomeev V.V., Kadygrov E.N., Miller E.A., Nekrasov V.V., Shaposhnikov A.N., Troisky A.V. Advanced Microwave System for Measurement of ABL Thermal Stratification in Polar Region // Proceedings of WMO Techn. Conferense on Meteorological Instruments and Methods of Observations. Helsinki, 2010. P. 1 — 6. EPA. Quality Assurance Guidance for the Collection of Meteorological Data Using Passive Radiometers. U.S. Environmental Protection Agency Region 10 Office of Environmental Assessment and U.S. Environmental Protection Agency Office of Air Quality Planning and Standards. FINAL 0611, 2011. 215 p. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеплолокация в метеорологии. Радиотеплолокационные методы определения характеристик влагосодержания облачной атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 280 с. Бурова Л.П. Влагооборот в атмосфере Арктики. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 128 с. Бурова Л.П., Лукьянчикова Н.И. Распределение водяного пара в атмосфере Арктики в условиях ясного и пасмурного неба // Метеорология и гидрология. 1996. № 1. C. 35 — 42. Kahl J.D. Characteristics of the Low-Level Temperature Inversion along the Alaskan Arctic Coast // Int. J. Climatol. 1990. V. 10. P. 537 — 548. Serreze M.C., Kahl J.D., Schnell, R.C. Low-Level Temperature Inversions of the Eurasian Arctic and Comparisons with Soviet Drifting Station Data // J. Climate. 1992. V. 5. P. 615 — 629. Andreas E.L., Claffey K.J., Makshtas A.P. Low-level atmospheric jets and inversions over the Western Weddell sea // Boundary-Layer Meteorology. 2000. V. 97. P. 459 — 486. https://www.aaresearch.science/jour/article/view/294 doi:10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Arctic and Antarctic Research; Том 66, № 3 (2020); 349-363 Проблемы Арктики и Антарктики; Том 66, № 3 (2020); 349-363 2618-6713 0555-2648 10.30758/0555-2648-2020-66-3 inversion;polar atmosphere;radiometric complex;radiosounding;remote sensing;water content влагосодержание;дистанционное зондирование;инверсия;полярная атмосфера;радиозондирование;радиометрический комплекс info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2020 ftjaaresearch https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-349-363 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3 https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324 2020-11-25T13:15:16Z For the first time experience was gained with the operation of Russian equipment for water content and temperature remote sensing of the lower atmosphere in the Arctic. The comparison the results of measurements by radiometric systems with data of radiosoundings in wide range of meteorological conditions had been executed. It is shown that mean difference between integral atmospheric water content, measured by water vapor radiometer WVR, and calculated from radiosoundings data does not exceed 6 % with standard deviation 0.54 kg/m2 and significant correlation coefficient 0,92. Analysis the data of meteorological temperature profiler MTR-5 allows to conclude that in general its adequately reproduce air temperature profiles in the atmospheric lower 1000 m layer. Some deviations take place only in cases of large temperature gradients. Preliminary analysis of WVR data showed that monthly mean value of integral atmospheric water content in area under study in April 2019 year practically coincides with calculated from radiosoundings, performed in 1983—1988 years at the polar station Barentsburg, nearest to the drift region, 3.61 and 3.62 kg/m2 respectively. Same time hourly mean values of integral atmospheric water content during drift varied from 2 to 10 kg/m2, with extreme values recorded between April 15 and April 20, probably due to intensive transport of air masses of the Atlantic origin. Based on MTR-5 data it was concluded that despite differences in sounding technology, the place and time of observations, the statistics of inversions registered during drift correspond well to statistics of inversions, recorded on the Arctic coastal stations and over sea ice cover of the Weddell Sea in winter. Приведено описание работы комплекса аппаратуры влажностно-температурного дистанционного зондирования нижнего слоя атмосферы (радиометр РВП и метеорологический профилемер МТР-5РЕ) в условиях Арктики. Выполнено сравнение результатов измерений радиометрических систем с данными аэрологического зондирования в широком спектре метеорологических условий. Получены оценки интегрального влагосодержания атмосферы и характеристик инверсий в нижнем 1000-метровом слое атмосферы в период дрейфа НЭС «Академик Трёшников» в северной части Баренцева моря. Article in Journal/Newspaper Arctic Arctic Barentsburg Sea ice Weddell Sea Arctic and Antarctic Research (E-Journal) Arctic Barentsburg ENVELOPE(14.212,14.212,78.064,78.064) Weddell Weddell Sea Arctic and Antarctic Research 66 3 349 363 |