Аерозольні частинки у стратосфері: походження, вміст і характеристики

Данилевський В., Мозгова А. Аерозольні частинки у стратосфері: походження, вміст і характеристики. Вісник київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія. 2023. Вип. 1/2 (67/68). С. 51-56.

Земна атмосфера є одним із ключових елементів сонячно-земних зв'язків, що перерозподіляє потік енергії сонячного короткохвильового електромагнітного проміння та створює так званий парниковий ефект. Публікація актуалізує питання дослідження аерозольних частинок у стратосфері Землі та висвітлює основні проблеми кількісного визначення кліматичних ефектів аерозолів. Стратосфера є важливою частиною земної атмосфери, яка істотно впливає на клімат Землі як планети. Аерозольні частинки у стратосфері, незважаючи на їхню низьку там концентрацію порівняно з тропосферою, також можуть відігравати певну роль у формуванні клімату. Проблеми, пов'язані зі зміною клімату в сучасну епоху, спонукають до пошуків можливих механізмів інженерного впливу на стан атмосфери, зокрема і шляхом штучного збільшення вмісту аерозолів у стратосфері. Тому неперервний моніторинг стану аерозольного шару, зокрема у стратосфері, є одним з актуальних напрямів наукових досліджень. У статті наведено огляд дистанційних методів дослідження аерозольних частинок у стратосфері з поверхні Землі та з навколоземної орбіти, підкреслено важливість визначення оптичних характеристик усього аерозольного шару в ній, зокрема і коефіцієнта екстинкції та оптичної товщини, а також необхідність визначення розподілу аерозольних частинок за розмірами та комплексного показника заломлення. Подано огляд робіт, в яких наведено значення важливих параметрів, одержані різними методами та в різних місцях земної кулі. Розглянуті спостережні дані найчастіше є просторово усередненими за тривалий час. Незважаючи на ще недостатню точність сучасних засобів досліджень аерозолів у стратосфері, їхні результати показують, що вміст аерозольних частинок у стратосфері змінюється в значних межах і залежить головним чином від вулканічної активності. Проаналізовано вже відомі дані про значення оптичних характеристик аерозолю, зокрема і його оптичної товщини, яка у діапазоні висот від тропосфери до приблизно 30 км у короткохвильовій частині оптичного спектра за порядком величини може становити 0,001–0,01, навіть після вулканічних вивержень. Тільки дуже потужні виверження, наприклад, вулканів Ель-Чичон чи Пінатубо, можуть збільшити цю величину до 0,1–0,3, однак такі виверження трапляються зрідка, з проміжками у багато років. В роботі наголошено про важливість підвищення точності вимірювань і вдосконалення методів розв'язання обернених задач для оцінювання кліматичних ефектів стратосферних аерозолів. Узагальнені оцінки оптичної товщини для різних ділянок спектра й інших характеристик аерозолів у стратосфері, що наведені у статті, визначають вимоги до конструкції та параметрів приладів для підвищення ефективності цих досліджень.