РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХІДНИХ ДАНИХ ТА МЕТОДІВ ЇХ ОБРОБКИ
2.1. Характеристика вихідних даних
В залежності від мети та завдань, що виникали в ході досліджень, в розрахунках були використані як супутникові дані, так і дані наземних спостережень.
Супутникові дані. Супутникові дані використовувались в дослідженнях усіх обраних хімічних складових та оптичних властивостей атмосфери: атмосферного озону, альбедо та аерозолю. Ці дані надані американським супутниковим приладом TOMS (Total Ozone Measurement System) [197], що має найдовші та найоднорідніші ряди даних із усіх вимірювальних засобів космічного базування. Перший з приладів TOMS функціонував на борту КА "Nimbus-7" з кінця жовтня 1978 року до початку травня 1993 року. Другий - на борту КА "Метеор-3" із серпня 1991 року до листопада 1994, а третій - з липня 1996 року і дотепер на борту КА "Earth Probe". Дані першої та третьої місій TOMS (на бортах "Nimbus-7" та "Earth Probe") жорстко прив'язані до місцевого полудня, що спричинене функціонуванням супутників на сонячно-синхронній орбіті. КА "Метеор-3" мав іншу орбіту, і це зумовило як наявність великого числа пропусків у його даних, так й істотну неоднорідність цих даних, що пов'язана з відсутністю синхронізації з місцевим часом. Тому в дослідженнях були використані тільки дані першої та третьої місій TOMS. Результати вимірів зазначених характеристик атмосфери за даними TOMS просторово осереднені в комірках так званої сітки "TOMS grid". Ця сітка центрована у точках за широтою від 85,5? пд.ш. до 85,5? пн.ш. з кроком 1? і за довготою - від 179,375? зах.д. до 179,375? сх.д. з кроком 1,25?.
Незважаючи на те, що влітку 2004 року з'явилась й була розповсюджена NASA восьма версія даних приладу TOMS, в нашій роботі послідовно використовувались дані сьомої версії, яка була впроваджена в практику спостережень з 1992 року і набула широкого міжнародного визнання. Хоча програмне забезпечення, розроблене в ході виконання цієї роботи давало змогу перерахувати (майже миттєво) усі результати згідно з восьмою версією, це свідомо не було зроблено з таких міркувань:
* тестування восьмої версії даних міжнародною науковою спільнотою ще не завершено;
* результати, на які спирається робота, були підготовлені до публікації за тих часів, коли восьма версія ще не стала загальнодоступною.
Ряди супутникових даних. Усі супутникові дані, які використовувались для досліджень, були розбиті на кілька рядів даних за рівнями досліджень: глобальний, зональний, регіональний та субрегіональний. Ряд глобальних даних містить у собі осереднені по усій Земній кулі дані. Зональний ряд представлений рядом осереднених за широтним поясом, до якого належить територія України, даних. Тобто, цей ряд був осереднений за дев'ятьма широтними колами (44 - 53? пн.ш.). В деяких дослідженнях також використовувались ряди зональних значень, представлені осередненими даними за широтними колами та широтними поясами. На регіональному рівні дослідження проводились за даними для криволінійного прямокутника Україна. Ця територія являє собою чотирикутник, обмежений точками сітки TOMS grid, максимально наближеними до крайніх географічних точок країни, отже він простягається від 44 до 53° пн.ш. та від 21 до 40° сх. д. З метою контролю та порівняння результатів досліджень для криволінійного прямокутника України його територія була умовно укрупнена в 2,5 рази і отримала умовну назву Супер_України. Таким чином регіональний рівень досліджень представлений рядами даних для криволінійного прямокутника України та Супер_України. За даними, отриманими із супутника, територія України покрита 144 рівновіддаленими точками (9 широтних кіл ? 16 відліків за довготою, із кроком за широтою 1?, а за довготою - 1,25?), які при осереднені за її територією дають ряд даних для криволінійного прямокутника Україна. Проте, при дослідженні внутрішніх особливостей розподілу обраних характеристик для України, важко очікувати, що при такому дрібному розбитті кліматичні норми та довготермінові зміни в полях загального вміститу озону, значення альбедо та вмісту аерозолю будуть істотно відрізнятись в сусідніх комірках сітки TOMS grid. Тому, із метою наближення відліків до синоптичного масштабу, комірки сітки TOMS grid були об'єднані в 12 суперкомірок по 3 за широтою (тобто одна суперкомірка за широтою простягається на 3?) і 4 за довготою (тобто одна суперкомірка за довготою простягається на 1,25??4=5?). Дванадцять рядів даних для суперкомірок разом із рядами даних для інших регіонів, які входять до прямокутника Супер_України (мова про них піде нижче) та рядами для окремих комірок, що використовувались в деяких дослідженнях, формують субрегіональний рівень досліджень. Кожна суперкомірка отримала відповідне позначення з двох символів, які характеризують її положення на території України за широтою та довготою (таблиця 2.1):
Таблиця 2.1.
Географічне положення суперкомірок
Назва суперкоміркиКоординати за широтоюКоординати за довготою Суперкомірка 1_1 50 - 53? пн.ш. 21 - 26? сх.д. Суперкомірка 1_2 50 - 53? пн.ш. 26 - 31? сх.д. Суперкомірка 1_3 50 - 53? пн.ш. 31 - 36? сх.д. Суперкомірка 1_4 50 - 53? пн.ш. 36 - 41? сх.д. Суперкомірка 2_1 47 - 50? пн.ш. 21 - 26? сх.д. Суперкомірка 2_2 47 - 50? пн.ш. 26 - 31? сх.д. Суперкомірка 2_3 47 - 50? пн.ш. 31 - 36? сх.д. Суперкомірка 2_4 47 - 50? пн.ш. 36 - 41? сх.д. Суперкомірка 3_1 44 - 47? пн.ш. 21 - 26? сх.д. Суперкомірка 3_2 44 - 47? пн.ш. 26 - 31? сх.д. Продовження табл. 2.1Назва суперкоміркиКоординати за широтоюКоординати за довготою Суперкомірка 3_3 44 - 47? пн.ш. 31 - 36? сх.д. Суперкомірка 3_4 44 - 47? пн.ш. 36 - 41? сх.д.
З метою укрупнення площі досліджуваного регіону (тобто України) і порівняння отриманих результатів для України не тільки з широтними поясами і планетою в цілому