TY - JOUR

T1 - Measurements of CFC-11, CFC-12, and HCFC-22 total columns in the atmosphere at the St. Petersburg site in 2009–2019

AU - Polyakov, Alexander

AU - Poberovsky, Anatoly

AU - Makarova, Maria

AU - Virolainen, Yana

AU - Timofeyev, Yuri

N1 - мPolyakov, A., Poberovsky, A., Makarova, M., Virolainen, Y., and Timofeyev, Y.: Measurements of CFC-11, CFC-12, and HCFC-22 total columns in the atmosphere at the St. Petersburg site in 2009–2019, Atmos. Meas. Tech. Discuss., https://doi.org/10.5194/amt-2020-348, in review, 2020.

PY - 2020/10/17

Y1 - 2020/10/17

N2 - Были улучшены методики оценивания общих атмосферных содержаний (ОС) CFC-11 (CCl3F), CFC-12 (CCl2F2) и HCFC-22 (CHClF2) на основе наземных измерений инфракрасного солнечного излучения. Показано преимущество использования метода регуляризации Тихонова-Филлипса для решения обратной задачи восстановления этих газов и приведены оптимизированные значения параметра регуляризации. Оценки относительных систематических и случайных ошибок составляют 7,61% и 3,08%, 2,24% и 2,40%, 5,75% и 3,70% для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 соответственно. Проанализированы временные ряды ОС и средних мольных долей (MMF) CFC-11, CFC-12 и HCFC-22, измеренных на станции NDACC st. Petersburg, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, Россия, за период 2009–2019 гг. Средние значения MMF для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 составляют 225, 493 и 238 pptv соответственно. Оценки трендов MMF для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 составляют -0,40 ± 0,07% / год, -0,49 ± 0,05% / год и 2,12 ± 0,13% / год, соответственно.Средние значения, тренды и сезонная изменчивость MMF CFC-11, CFC-12 и HCFC-22, измеренные на площадке в Санкт-Петербурге в 2009–2019 гг., сравнивались со средними значениями 1) коэффициентов смешивания приповерхностного объема (VMR). измерены на площадке наблюдений Мейс-Хед, Ирландия (GVMR); 2) средних значений VMR в слое 8–12 км, измеренные ACE – FTS и усредненные по широте 55–65 ° N (SVMR); и MMF модели WACCM для Санкт-Петербурга (WMMF). Средние значения MMF меньше, чем GVMR для CFC-11 на 9 pptv (3,8%), для CFC-12 на 24 pptv (4,6%); для ГХФУ-22 средний MMF не отличается значительно от среднего GVMR. Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у GVMR для CFC-11 (-0,40 против -0,53% / год) и CFC-12 (-0,49 против -0,59% в год); Оценка тренда MMF с ГХФУ-22 не отличается существенно от оценки GVMR. Сезонная изменчивость GVMR для всех трех газов намного ниже, чем изменчивость MMF.Средние значения MMF меньше, чем SVMR для CFC-11 на 10 pptv (4,3%), для CFC-12 на 33 pptv (6,3%) и для HCFC-22 на 2 pptv (0,8%). Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у SVMR для CFC-11 (-0,40 против -0,63% / год) и CFC-12 (-0,49 против -0,58% / год); оценка тренда MMF ГХФУ-22 не отличается существенно от оценки SVMR. Значения MMF и SVMR показывают почти одинаковую качественную и количественную сезонную изменчивость для всех трех газов.Средние значения MMF больше, чем WMMF для CFC-11 на 22 pptv (10%), для CFC-12 на 15 pptv (3,1%) и для HCFC-22 на 23 pptv (10%). Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у WMMF для CFC-11 (-0,40 против -1,68% / год), CFC-12 (-0,49 против -0,84% / год) и ГХФУ-22. (2,12% / год против 3,40% / год). Значения MMF и WMMF демонстрируют почти одинаковую качественную и количественную сезонную изменчивость для CFC-11 и CFC-12, в то время как сезонная изменчивость WMMF для ГХФУ-22 существенно меньше, чем для MMF.В целом сравнение ММF с независимыми данными показывает хорошее совпадение их средних значений в пределах систематической ошибки рассмотренных измерений. Наблюдаемые тренды в Санкт-Петербурге демонстрируют меньшие темпы снижения для ОС CFC-11 и CFC-12, чем в независимых данных, и такую ​​же скорость снижения для ГХФУ-22. Предложенные стратегии восстановления могут быть использованы для анализа измерений ИК-спектров Солнца с помощью спектрометров Bruker FS125HR, например на других станциях сети наблюдений NDACC.

AB - Были улучшены методики оценивания общих атмосферных содержаний (ОС) CFC-11 (CCl3F), CFC-12 (CCl2F2) и HCFC-22 (CHClF2) на основе наземных измерений инфракрасного солнечного излучения. Показано преимущество использования метода регуляризации Тихонова-Филлипса для решения обратной задачи восстановления этих газов и приведены оптимизированные значения параметра регуляризации. Оценки относительных систематических и случайных ошибок составляют 7,61% и 3,08%, 2,24% и 2,40%, 5,75% и 3,70% для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 соответственно. Проанализированы временные ряды ОС и средних мольных долей (MMF) CFC-11, CFC-12 и HCFC-22, измеренных на станции NDACC st. Petersburg, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, Россия, за период 2009–2019 гг. Средние значения MMF для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 составляют 225, 493 и 238 pptv соответственно. Оценки трендов MMF для CFC-11, CFC-12 и HCFC-22 составляют -0,40 ± 0,07% / год, -0,49 ± 0,05% / год и 2,12 ± 0,13% / год, соответственно.Средние значения, тренды и сезонная изменчивость MMF CFC-11, CFC-12 и HCFC-22, измеренные на площадке в Санкт-Петербурге в 2009–2019 гг., сравнивались со средними значениями 1) коэффициентов смешивания приповерхностного объема (VMR). измерены на площадке наблюдений Мейс-Хед, Ирландия (GVMR); 2) средних значений VMR в слое 8–12 км, измеренные ACE – FTS и усредненные по широте 55–65 ° N (SVMR); и MMF модели WACCM для Санкт-Петербурга (WMMF). Средние значения MMF меньше, чем GVMR для CFC-11 на 9 pptv (3,8%), для CFC-12 на 24 pptv (4,6%); для ГХФУ-22 средний MMF не отличается значительно от среднего GVMR. Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у GVMR для CFC-11 (-0,40 против -0,53% / год) и CFC-12 (-0,49 против -0,59% в год); Оценка тренда MMF с ГХФУ-22 не отличается существенно от оценки GVMR. Сезонная изменчивость GVMR для всех трех газов намного ниже, чем изменчивость MMF.Средние значения MMF меньше, чем SVMR для CFC-11 на 10 pptv (4,3%), для CFC-12 на 33 pptv (6,3%) и для HCFC-22 на 2 pptv (0,8%). Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у SVMR для CFC-11 (-0,40 против -0,63% / год) и CFC-12 (-0,49 против -0,58% / год); оценка тренда MMF ГХФУ-22 не отличается существенно от оценки SVMR. Значения MMF и SVMR показывают почти одинаковую качественную и количественную сезонную изменчивость для всех трех газов.Средние значения MMF больше, чем WMMF для CFC-11 на 22 pptv (10%), для CFC-12 на 15 pptv (3,1%) и для HCFC-22 на 23 pptv (10%). Абсолютное значение оценок тренда MMF меньше, чем у WMMF для CFC-11 (-0,40 против -1,68% / год), CFC-12 (-0,49 против -0,84% / год) и ГХФУ-22. (2,12% / год против 3,40% / год). Значения MMF и WMMF демонстрируют почти одинаковую качественную и количественную сезонную изменчивость для CFC-11 и CFC-12, в то время как сезонная изменчивость WMMF для ГХФУ-22 существенно меньше, чем для MMF.В целом сравнение ММF с независимыми данными показывает хорошее совпадение их средних значений в пределах систематической ошибки рассмотренных измерений. Наблюдаемые тренды в Санкт-Петербурге демонстрируют меньшие темпы снижения для ОС CFC-11 и CFC-12, чем в независимых данных, и такую ​​же скорость снижения для ГХФУ-22. Предложенные стратегии восстановления могут быть использованы для анализа измерений ИК-спектров Солнца с помощью спектрометров Bruker FS125HR, например на других станциях сети наблюдений NDACC.

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/1a4501ae-5297-3e47-bb9f-0b0c96919845/

U2 - 10.5194/amt-2020-348

DO - 10.5194/amt-2020-348

M3 - Article

JO - Atmospheric Measurement Techniques

JF - Atmospheric Measurement Techniques

SN - 1867-1381

M1 - 2020-348

ER -