Анотація до роботи:

Білокриницька Л.М. Діагностування стану та довготермінових змін озонового шару за даними космічних спостережень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 – геофізика. –Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2005.

Викладено результати розробки та випробовувань приладу БУФС (бортового УФ-спектрометра), що призначений для моніторингу глобального стану озонового шару (вимірювань загального вмісту та вертикального розподілу озону) з борта космічного апарата, TOMS та балонного зондування. Результати порівняння доводять, що вимірювальні можливості БУФС стосовно до загального вмісту озону достатньо високі. Відмічено, що експлуатація БУФС у складі космічних засобів моніторингу озонового шару могла б сприяти значному підвищенню надійності та інформативності всієї системи озонового моніторингу, тому що БУФС може обєднати вимірювальні можливості таких сучасних систем, як TOMS і SAGE.

Проаналізовано дані спостережень поля загального вмісту озону над Україною наземними та космічними вимірювальними засобами починаючи з 70-х років минулого століття до теперішнього часу. Отримано порівняльні оцінки якості роботи наземних вимірювальних засобів на Україні. Розраховано кліматичні норми, лінійні та параболічні тренди загального вмісту озону для України. Проведено їх порівняння з аналогічними даними для відповідного широтного поясу (44⁰N – 53⁰N). Показано, що довготермінові зміни загального вмісту озону не є однонапрямленими, а носять коливальний характер.

На основі аналізу результатів прямих вимірювань розроблена емпірична модель для розрахунку спектральної густини УФ-опроміненності земної поверхні за даними загального вмісту озону та балу загальної хмарності. Розраховані відповідні кліматичні норми та обґрунтована методика мапування полів в абсолютних одиницях та відхиленнях від цих норм.

За даними, які отримано за допомогою ІЧ-метричної апаратури CRISTA в ході її місій 1994 та 1997 рр., проаналізовані властивості у вертикальному розподілі відношення суміші озону в періоди, що примикають до відповідних весняних озонових аномалій (ВОАА). Оскільки процес утворення вказаних мінімумів протікає на кордоні полярної ночі, можна стверджувати, що їх появу не можна пояснити на основі каталітичного циклу окислу хлору, що підтверджує гіпотезу прямого руйнування озону на поверхні часток полярних стратосферних хмар. Встановлено, що утворення мінімумів протікає в двох просторово рознесених діапазонах висот та тісно повязание з характером та впорядкованістю атмосферних рухів.

1. На основі дослідницької роботи з експлуатації розробленого озонометричного приладу космічного базування – бортового УФ-спектрометру (БУФС), встановленого на штучному супутнику Землі типу „Метеор”, проведено порівняння даних про загальний вміст, та вертикальний розподіл озону в атмосфері, які одержано за допомогою (БУФС) і результатів спостережень моніторингових систем TOMS i SAGE. Підтверджено придатність його до використання у моніторингових системах.

2. Розроблено методики порівняння довготермінових рядів спостережень загального вмісту озону приладами наземного та космічного базування з метою контролю якості даних ЗВО, що надходять з окремих станцій наземної мережі, та довготермінової стабільності супутникового приладу. Розроблені методи взаємоконтролю можна рекомендувати до впровадження в оперативну практику національної озонометричної мережі.

3. За розробленою методикою розраховано кліматичні норми загального вмісту озону та спектральної щільності енергетичної опроміненності УФ для України, а також виконано аналіз довготермінових змін загального вмісту озону над Україною. Отримані результати можуть свідчити про коливальний характер цих змін.

4. Розроблено та обґрунтовано емпіричну модель для розрахунку спектральної щільності енергетичної опроміненності УФ за даними загального вмісту озону та балу загальної хмарності, що одержано від приладів космічного базування. Це дає змогу своєчасно отримувати інформацію про небезпечні рівні ультрафіолетового опромінення та діагностувати геофізичні ситуації, що становлять небезпеку для здоров’я людини, нормального функціонування біологічних та екологічних систем регіону та подавати цю інформацію до відповідних служб.

5. Розроблено програмне забезпечення для щодобового мапування полів спектральної щільності енергетичної опроміненності УФ та виявлення регіонів з небезпечно високими значеннями спектральної щільності енергетичної опроміненності УФ за даними, що надходять від приладів космічного базування на ШСЗ «Earth Probe» та «Meteosat». Запропонована система моніторингу перевищує рівні світових аналогів за інформаційними можливостями і показником ціна/якість.

6. Проведено порівняльний аналіз початкової фази весняної озонової Антарктичної аномалії (ВОАА) та сибірської озонової аномалії 1997 року. Він показує, що явище ВОАА розпочинається на 3-4 тижні раніше, ніж це вважалося досі, внаслідок умов полярної ночі. Ми вважаємо, що це явище з великою ймовірністю обумовлене прямим руйнуванням озону на частинках аерозолю. Результати даного дослідження підтвердили домінуючий внесок природних процесів у формуванні весняної озонової антарктичної аномалії.