Generalization of the Results of Lidar Monitoring of the Temperature of the Middle Atmosphere over Tomsk

Abstract

В работе выполнены обработка и анализ долговременных рядов вертикального распределения температуры в средней атмосфере (интервал высот 15-60 км) над Томском, полученных на базе регулярных измерений лидарной станции Института оптики атмосферы СО РАН за период 2010-2023 гг. За данный период было накоплено и обработано порядка 1000 суммарных сигналов обратного рассеяния на длине волны 532 нм. На основе полученных экспериментальных данных выявлены региональные особенности внутри- и межгодовой изменчивости термического состояния средней атмосферы над Западной Сибирью. Для теплого периода каждого года (с мая по сентябрь) установлено стабильное распределение температуры с отличием до нескольких К по отдельным годам. Весной и осенью отличие среднемесячных профилей температуры возрастает до 5-10 К и в январе достигает максимума 15 К. Выявлено принципиальное отличие вертикального распределения температуры, построенного по лидарным данным, и предлагаемой моделью CIRA-86. С октября по апрель в интервале высот от 15 до 25 км лидарный профиль температуры сдвинут от модельного в отрицательную сторону, выше от 25 до 50 км в положительную. Максимальный отрицательный сдвиг профилей отмечается в декабре и составляет 16 К, а отрицательный до 15 К в январе. Приводится описание методов анализа ряда экспериментальных данных на наличие значений, которые значительно отличаются от остальной части данных и могут привести к искажению полученных результатов The work carried out processing and analysis of long-term series of vertical temperature distribution in the middle atmosphere (altitude interval 15-60 km) over Tomsk, obtained on the basis of regular measurements of the lidar station of the Institute of Atmospheric Optics SB RAS for the period 2010-2023. During this period, about 1,000 individual night measurements were carried out and the corresponding total backscatter signals at a wavelength of 532 nm were accumulated and processed.. Based on the experimental data obtained, regional features of intra- and interannual variability of the thermal state of the middle atmosphere over Western Siberia were identified. For the warm period of each year (from May to September), a stable temperature distribution has been established with differences of up to several K in individual years. In spring and autumn, the difference between the average monthly temperature profiles increases to 5-10 K and in January reaches a maximum of 15 K. A fundamental difference between the vertical temperature distribution constructed from lidar data and the proposed CIRA-86 model has been revealed. From October to April, in the altitude range from 15 to 25 km, the lidar temperature profile is shifted from the model one in the negative direction, and above from 25 to 50 km, in the positive direction. The maximum negative shift in profiles is observed in December and is 16 K, and negative up to 15 K in January. A description is given of methods for analyzing a number of experimental data for the presence of values that differ significantly from the rest of the data and can lead to distortion of the results obtained.