и для средних условий альфа = 1,3 (по Ангстрему). Решение системы уравнений относительно коэффициентов аэрозольного пропускания осуществляется, таким образом, с учетом регуляризатора F.
Используемая в СССР методика применима для обработки данных наблюдений по различным приборам, в том числе и пиргелиометрам, работающим с широкополосными фильтрами.
Вследствие более высокого класса точности самого пиргелиометра и его измерительной аппаратуры характеристики мутности могут быть определены с большей надежностью.
Некоторое ограничение применению актинометров М-3 с фильтрами создают недостаточная точность работающих с ним измерителей - гальванометров ГСА-1МА. Их замена на приборы более высокого класса точности улучшает качество получаемых результатов.
6. Наблюдения за фоновым состоянием атмосферы на специализированной сети станций
6.1. Определение общего содержания озона (ОСО)
Общее содержание озона (ОСО) - количество озона в вертикальном столбе атмосферы, численно равное толщине слоя газообразного озона при нормальных условиях (давлении 1013,25 гПа, температуре 288,15 К) [11].
6.1.1. Цель и задачи фонового мониторинга ОСО
Фоновый мониторинг должен установить особенности пространственно-временного распределения ОСО над СССР (сезонный ход, средние значения, дисперсию и т.д. для отдельных станций, регионов и всей территории), оценить естественные вариации фонового содержания и своевременно обнаружить изменения в поле ОСО, обусловленные возможными антропогенными воздействиями.
6.1.2. Организация наблюдений
Наблюдения могут проводиться в любом пункте СССР, за исключением пунктов, где наблюдаются промышленные выбросы веществ (газов), обладающих селективным поглощением в УФ-области спектра (280-350 нм) [16]. Наблюдения ОСО должны проводиться в дневное время при высоте Солнца более 10°. Количество наблюдений составляет 5-7 сроков с часовым интервалом. Закрытость горизонта на станции - не более 10°.
6.1.3. Нормы точности измерений
Установленные нормы на точность измерений отсутствуют. Погрешности измерения действующей аппаратуры: спектрофотометра Добсона - 2-4%, озонометра М-124 - 8%.
6.1.4. Метод и средства измерений
Метод измерений - абсорбционная спектроскопия. Образцовое средство измерений - спектрофотометр Добсона N 108. Рабочее средство измерений - фильтровый озонометр М-124.
6.1.5. Выполнение измерений
Методика выполнения измерений по спектрофотометру Добсона изложена в [27], по М-124 - в [11, 16].
6.1.6. Обработка результатов
Расчет значений ОСО производится согласно [27] для спектрофотометра Добсона и согласно [16] для озонометра М-124.
6.2. Определение фоновой концентрации CO2 в атмосфере
6.2.1. Цель и задачи
В настоящее время установлен рост содержания углекислого газа в атмосфере (примерно 0,5% в год), что может привести к глобальному изменению климата Земли [5]. Изучение особенностей такого роста СО2 является основной целью мониторинга концентраций углекислого газа в атмосфере на фоновом уровне.
6.2.2. Организация и проведение наблюдений
Определение фоновых концентраций СО2 осуществляют в местах, значительно удаленных от крупных природных и антропогенных источников и стоков СО2. Такими местами являются острова или побережья океанов. В настоящее время фоновые концентрации СО2 определяются на о. Беринга (Дальний Восток), в западном и восточном секторах Арктики и в Средней Азии. Отбор проб воздуха осуществляют в соответствии с п. 3.7 данной части, затем пробы пересылают для анализа в ГГО. Отбор производят один раз в одну-две недели при ветре с океана, когда его скорость больше 5 м/с.
6.2.3. Нормы точности измерений
При определении объемной концентрации СО2 в атмосферном воздухе суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 в диапазоне 320-370 млн(-1) не превышает +-0,1% [4].
6.2.4. Метод и средства измерения
Метод измерения основан на поглощении ИК-радиации молекулами СО2 в пробах воздуха. В качестве измерительного прибора используют недисперсионный оптико-акустический газоанализатор (фирма "Хартман и Браун", ФРГ).
В качестве градуировочных стандартов используют смеси СО2 в воздухе, прошедшие градуировку в Центральной лаборатории мониторинга СО2 ВМО.
Отбор проб воздуха осуществляют в специальные вакуумированные сосуды объемом 1,5 л, изготовленные из нержавеющей стали с одним вакуумным бессмазочным краном.
6.2.5. Выполнение измерений
Измерения проводят путем сравнения концентраций в пробах воздуха с градуировочными смесями. Для этого измерительную кювету газоанализатора поочередно заполняют градуировочными смесями и воздухом из сосудов. Пробы воздуха предварительно осушают, пропуская их через вымораживающую ловушку, имеющую температуру минус 77°С [3].
6.2.6. Обработка результатов
Обработку результатов осуществляют централизованно в ГГО методом интерполяции. Концентрацию СО2 получают в единицах шкалы ВМО 1980 г.
6.3. Определение характеристик электрического состояния атмосферы
6.3.1. Цели и задачи фонового мониторинга атмосферного электричества
Целью фонового мониторинга атмосферного электричества является обеспечение потребителей режимной информацией о наиболее общих характеристиках электрического состояния атмосферы на фоновом уровне и сведениями об антропогенном воздействии на среду.
Задачей фонового мониторинга атмосферного электричества в настоящее время является получение данных о градиенте потенциала электрического поля атмосферы и полярных электрических проводимостях воздуха в приземном слое атмосферы в пунктах, условия наблюдения в которых могут считаться типичными для географического региона [21, 26].
6.3.2. Организация наблюдений
Наблюдения за атмосферным электричеством проводятся на станциях комплексного фонового мониторинга атмосферы по выборочному списку за счет расширения функций наблюдательных единиц. Научно-методическое руководство наблюдениями за электрическим состоянием атмосферы осуществляет Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова. Она же является центром сбора, обработки и архивации информации по атмосферному электричеству.
6.3.3. Нормы точности измерений
Случайная составляющая погрешности измерения среднечасовых значений градиента потенциала электрического поля атмосферы и полярных электрических проводимостей выражается средней квадратической ошибкой, не превышающей +-20%.
6.3.4. Методы и средства измерений
Измерение градиента потенциала электрического поля атмосферы производится проводимостным и генераторным методами [15, 22, 25]. Для измерения используются коллекторные установки с электрографом Бенндорфа [14] и датчики напряженности электрического поля типа "Поле" [10].
Измерение полярных электрических проводимостей производится аспирационным методом [15, 25]. Для измерения используются датчики электрической проводимости системы ГГО [19], системы "Электропроводность" и приборы системы Аллика [14]. Измерительная аппаратура не стандартизирована. Запись данных производится на ленточные регистраторы, либо входящие в комплект измерительной аппаратуры (коллекторные установки и приборы системы Аллика), либо типа КСП-4. Аппаратура типа "Поле" и "Электропроводность" пригодна для использования в комплекте со стандартными информационно-измерительными системами, имеющими аналоговый вход для подключения датчиков со входным сопротивлением порядка десятков омов и выходным напряжением +-1 В. Размещение первичных преобразователей датчиков на измерительной площадке регламентируется техническими описаниями и инструкциями по эксплуатации датчиков, "Руководством по наземным наблюдениям за атмосферным электричеством", утвержденным ГУГМС в 1960 г., и РД 52.04.168-88 ("Методические указания. Наблюдения за атмосферным электричеством на станциях наземной метеорологической сети").
6.3.5. Выполнение измерений
Измерения градиента потенциала и полярных проводимостей производятся непрерывно. Эпизодически выполняются измерения редукционного множителя для контроля измерения градиента потенциала и приведения данных измерения градиента к равнине. Измерения выполняются согласно "Руководству по наземным наблюдениям за атмосферным электричеством" и РД 52.04.168-88. Указания по производству наблюдений, содержащиеся в упомянутых документах, являются исчерпывающими.
6.3.6. Обработка результатов измерений
Обработка данных измерений производится согласно документам, перечисленным в п. 6.3, и Методическому письму ГГО N 2362/27 от 01.04.88. На пунктах производится первичная обработка лент регистраторов и перфорирование данных. Затем таблицы первичных данных контроля аппаратуры и перфокарты направляют в ГГО, где завершается обработка данных и выполняется их архивация на магнитных лентах. Кроме того, результаты измерений представляют в виде таблиц ТАЭЛ-1, содержащих массивы среднечасовых значений по каждой измеряемой и рассчитываемой величине за месяц. В таблицах отмечаются значения величин, полученных при нормальных метеорологических условиях. Их определение содержится в упомянутых документах. Представляется и необходимая метеорологическая информация.