Дані спостережень атмосферних аерозолів на площадці Київського АЕРОНЕТу: внесок до проєкту ACME

Danylevsky, V., Zadorozhna, L., Mozgova, A., & Gugnin, O. (2025). Atmospheric Aerosol Observation Data at Kyiv AERONET Site: Contribution to the ACME Project. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Astronomy, 2 (72), 58–66. https://doi.org/10.17721/btsnua.2025.72.58-66

Вступ. Важливим напрямом проєкту ACME є збір даних спостережень, які характеризують навколишнє середовище, зокрема і прозорість атмосфери, в астрономічних обсерваторіях – членах АСМЕ. Також ці дані дуже важливі для дослідників і фахівців у галузях, пов’язаних із навколишнім середовищем, таких як метеорологія та кліматологія. Аерозолі є однією зі складових атмосфери, що впливають на її прозорість у широкому діапазоні неперервного оптичного спектра. Міжнародна мережа автоматичних сонячних фотометрів AERONET забезпечує спостереження за вмістом, динамікою, розмірами й оптичними характеристиками аерозольних частинок практично над усією земною кулею. Додатково вимірюється і вміст водяної пари в атмосфері над місцем спостережень. Спостережна станція цієї мережі працює у Києві з березня 2008 р., забезпечуючи дані про аерозолі та вміст водяної пари у стовпі атмосфери над містом.
Методи. Спостереження у мережі AERONET виконують за допомогою автоматичних сонячних фотометрів CIMEL CE318, які вимірюють спектральну оптичну товщину атмосфери, спричинену аерозольними частинками, реєструючи опроміненість світлочутливого елемента промінням від сонячного диска, а також розподіл яскравості неба. Вимірювання виконують в окремих спектральних каналах завширшки приблизно 10 нм, у діапазоні від 340 нм до 1640 нм. Набір спектральних каналів залежить від моделі фотометра. Для визначення вмісту водяної пари використовують канал із довжиною хвилі 940 нм. Зазначені дані опрацьовують стандартизованими алгоритмами AERONET, і шляхом розв’язування оберненої задачі з них визначають розподіл частинок за розмірами, альбедо одноразового розсіяння, комплексний показник заломлення, концентрацію частинок, їхні коефіцієнти екстинкції та поглинання. За цими даними обчислюють спектральні й інтегральні у діапазоні спектра від 0.2 мкм до 4.0 мкм низхідні потоки прямого та розсіяного атмосферою сонячного проміння на земній поверхні, і висхідні потоки відбитого поверхнею і атмосферою проміння на верхній межі атмосфери. За величинами таких потоків оцінюють кліматичний ефект аерозолів (радіаційний форсинг).
Результати. За спостереженнями у Києві з березня 2008 р. одержано ряди даних про спектральну оптичну товщину у спектральних каналах із довжинами хвиль 440 нм, 675 нм, 870 нм і 1020 нм, про вміст водяної пари, про характеристики аерозольних частинок і про променеві потоки. Ці ряди даних доступні через інтернет-сторінку AERONET, а із часом можуть бути доступні й через інтернет-сторінку АСМЕ.
Висновки. Дані про характеристики аерозольних частинок, що містяться в базі даних AERONET, можуть бути корисними для аналізу результатів оптичних спостережень, що проводяться в астрономічних обсерваторіях, які входять до інфраструктури проєкту ACME. Дані про аерозольну екстинкцію можна використати під час оброблення результатів спостережень черенковського випромінювання, які проводяться в обсерваторіях Auger, H.E.S.S., MAGIC, VERITAS, HAWC, а також у гамма-обсерваторії нового покоління – масиві черенковських телескопів (CTA). Дані спостережень аерозолів на київській станції можна застосувати в межах Робочого пакету 7 (WP7) проєкту ACME для оброблення астрофізичних спостережень небесних об’єктів, виконаних за допомогою малих телескопів, зокрема й астрономами-аматорами.