aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2021-67-2-249-260aari-388Research ArticleФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ГИДРОСФЕРЫATMOSPHERE AND HYDROSPHERE PHYSICSБаза данных часовых и суточных сумм суммарной радиации на российских антарктических станциях: анализ изменения суммарной радиации за весь период наблюдений в АнтарктидеDatabase of hourly and daily sums of total radiation at Russian antarctic stations: analysis of changes in total radiation for the entire period of observations in AntarcticaСибирЕ. Е.SibirE. E.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

РадионовВ. Ф.RadionovV. F.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

vradion@aari.ruРусинаЕ. Н.RusinaE. N.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation202107102021673249260Copyright © Сибир Е.Е., Радионов В.Ф., Русина Е.Н., 20212021Сибир Е.Е., Радионов В.Ф., Русина Е.Н.Sibir E.E., Radionov V.F., Rusina E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/388

С учетом ощутимых изменений климата на планете в целом, особую роль приобретают базы и архивы данных основных климатообразующих характеристик атмосферы, собранных за длительные периоды времени в различных районах земного шара и, в частности, в полярных областях. Суммарная солнечная радиация входит в число важнейших параметров, влияющих на энергетический баланс системы Земля — атмосфера. В статье приведено описание созданной базы данных (БД) часовых и суточных сумм суммарной радиации на российских станциях Антарктиды. БД предназначена для исследования радиационного режима Антарктики с начала актинометрических наблюдений и до настоящего времени. База данных прошла процедуру государственной регистрации и зарегистрирована под № 2020621401. На основе содержащейся в ней информации были получены оценки характеристик изменчивости суточных, месячных и годовых сумм суммарной радиации на станциях Беллинсгаузен, Восток, Мирный, Новолазаревская и Прогресс за весь период наблюдений по 2019 г. Результаты их анализа свидетельствуют об отсутствии существенных изменений в поступлении суммарной солнечной радиации на антарктическую поверхность за более чем шестидесятилетний период актинометрических наблюдений.

Given the significant changes in the climate on the planet as a whole, databases and archives of data on the main climate-forming characteristics of the atmosphere, collected over long periods of time in various regions of the globe and, in particular, in the polar regions, acquire a special role. Total solar radiation is one of the most important parameters affecting the energy balance of the Earth-atmosphere system. We have created a database (DB) of hourly and daily sums of total radiation (Q) at the Russian Antarctic stations, designed to study the radiation regime of the Antarctic, from the beginning of actinometric observations to 2019. The information presented in the database was collected at five Antarctic stations — Bellingshausen, Vostok Mirny, Novolazarevskaya and Progress. The database has undergone a state registration procedure and is registered under No. 2020621401. The article gives a description of the structure of the DB and presents detailed information for each station. To provide an example of how database information can be used, characteristics of the total radiation in different parts of the Antarctic continent are obtained. Thus, it is found that the average monthly amounts of Q in the continental part of Antarctica on the high plateau (Vostok station) in conditions of minimal cloudiness and high transparency during the Antarctic summer are maximum and average 1240 MJ/m2. At the same time, at the tip of the Antarctic Peninsula (Bellingshausen station) during the same period, the average monthly amounts of Q due to the almost constantly present cloud cover do not exceed 570 MJ/m2. In the coastal areas at the three remaining stations, the average monthly amounts of total radiation range from 908 MJ/m2 (Progress) to 950 MJ/m2 (Mirny). Estimates of variability characteristics of daily, monthly, and annual sums of total radiation at all the five stations for the entire observation period up to 2019 were also obtained. The absence of statistically significant long-term trends in the annual and monthly sums of total radiation at all the stations under consideration was noted. The results of their analysis indicate that there are no significant changes in the inflow of total solar radiation to the Antarctic surface over more than sixty years of actinometric observations.

актинометрические наблюденияантарктические станциибаза данныхсуммарная солнечная радиацияэнергетический балансactinometric observationsAntarctic stationsdatabaseenergy balancetotal solar radiationРабота выполнена в рамках плановой научной тематики ААНИИ по проекту 5.2 ЦНТП Росгидромета.The work was carried out within the framework of the planned scientific topics of the AARI under the project 5.2 of the Roshydromet CSTP.ReferencesРусин Н.П. Метеорологический и радиационный режим Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 448 с.Rusin N.P. Meteorologicheskiy i radiatsyonnyy rezhim Antarktiki. Meteorological and Radiation Regime of Antarctica. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1961: 448 p. [In Russian].Справочник по климату Антарктиды. Т. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 211 с.Spravochnik po klimatu Antarktiki. Handbook of Antarctica Climate. V. 1. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1976: 211 p. [In Russian].Dutton E.G., Stone R.S., DeLuisi J.T. South Pole surface radiation balance measurements, April 1986 to February 1988. Silver Spring, Md.: U. S. Dept. of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Research Laboratories, Air Resources Laboratory, [1989]. Series: NOAA data report ERL ARL. V. 17. 49 p.Dutton E.G., Stone R.S., DeLuisi J.T. South Pole surface radiation balance measurements, April 1986 to February 1988. Silver Spring, Md.: U. S. Dept. of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Research Laboratories, Air Resources Laboratory, [1989]. Series: NOAA data report ERL ARL; 17: 49 p.Gardiner B.G. Solar radiation transmitted to the ground through cloud in relation to surface albedo // J. Geophys. Res. 1987. V. 92 (D4). P. 4010–4018.Gardiner B.G. Solar radiation transmitted to the ground through cloud in relation to surface albedo. J. Geophys. Res. 1987, 92 (D4): 4010–4018.Gardiner B.G., Shanklin J.D. Measurements of Solar and Terrestrial Radiation at Faraday and Halley / British Antarctic Survey. Cambridge, 1989. 45 p.Gardiner B.G., Shanklin J.D. Measurements of solar and terrestrial radiation at Faraday and Halley. British Antarctic Survey. Cambridge, 1989: 45 p.Dutton E.G., Stone R.S., Nelson D.W., Mendonca B.G. Recent interannual variations in solar radiation, cloudiness, and surface temperature at the South Pole // J. Climate. 1991. V. 4. P. 848–858.Dutton E.G., Stone R.S., Nelson D.W., Mendonca B.G. Recent interannual variations in solar radiation, cloudiness, and surface temperature at the South Pole. J. Climate. 1991, 4: 848–858.Sanhill G., Cohen S. Recent Changes in Solar Irradiance in Antarctica // J. Climate. 1997. V. 10. № 8. P. 2078–2086.Sanhill G., Cohen S. Recent changes in solar irradiance in Antarctica. J. Climate. 1997, 10 (8): 2078–2086.Маршунова М.С. Условия формирования и характеристики радиационного режима Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 214 с.Marshunova M.S. Usloviya formirovaniya i kharakteristiki radiatsionnogo klimata Antarktidy. Formation conditions and characteristics of radiation climate in Antarctica. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1980: 214 p. [In Russian].Маршунова М.С., Радионов В.Ф. Колебания интегральной прозрачности атмосферы в полярных районах // Метеорология и гидрология. 1988. № 11. C. 71–80.Marshunova M.S., Radionov V.F. Fluctuations of integral transparency of the atmosphere in polar regions. Meteorologiya i gidrologiya. Sov. Meteorol. Hydrol. 1988, 11: 71−80. [In Russian].Радионов В.Ф., Маршунова М.С., Русина Е.Н. и др. Аэрозольная мутность атмосферы в полярных областях // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. 1994. Т. 30. № 6. С. 797–801.Radionov V.F., Marshunova M.S., Rusina E.N., Lubo-Lesnichenko K.E., Pimanova Yu.E. Aerosol turbidity of the atmosphere in polar regions. Fizika atmosfery i okeana. Atmos. Oceanic Phys. 1994, 6 (30): 797−801. [In Russian].Справочник по климату Антарктиды. Солнечная радиация. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 148 с.Spravochnik po klimatu Antarktidy. Solnechnaia radiatsiia. Handbook of Antarctica climate. Solar radiation. St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 2002: 148 p. [In Russian].Сибир Е.Е., Радионов В.Ф., Мишин А.А. Параметры изменчивости характеристик радиационного режима на российских антарктических станциях по результатам анализа данных из архива актинометрических измерений на этих станциях // Проблемы Арктики и Антарктики. 2003. № 74. С. 7–18.Sibir E.E., Radionov V.F., Mishin A.A. Parameters of the variability of the characteristics of the radiation regime at the Russian Antarctic stations based on the results of the analysis of data from the archive of actinometric measurements at these stations. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research 2003, 74: 7−18. [In Russian].Радионов В.Ф., Русина Е.Н., Сибир Е.Е. Специфика многолетней изменчивости суммарной радиации и характеристик прозрачности атмосферы в полярных областях // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 76. С. 131–136.Radionov V.F., Rusina E.N., Sibir E.E. Particularities of long-term variability of total solar radiation and atmospheric transparency characteristics in the polar areas. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2007, 76: 131−136. [In Russian].Радионов В.Ф., Русина Е.Н., Сакерин С.М., Сибир Е.Е., Смирнов А.В. Составляющие радиационного баланса и аэрозольно-оптические параметры атмосферы в Антарктике в период МПГ на фоне их многолетней изменчивости // Вклад России в Международный полярный год 2007/08. Метеорологические и геофизические исследования. М.: Paulsen, 2011. С. 158–169.Radionov V.F., Rusina E.N., Sibir E.E., Sakerin S.M., Smirnov A.V. Components of the radiation balance and aerosol-optical parameters in Antarctica during IPY compared with their long-term variability. Contribution of Russia to the International Polar Year 2007/08. Meteorological and geophysical researches. Moscow: Paulsen, 2011: 158–169. [In Russian].Van den Broeke M., Reijmer C., Van den Wal R. Surface radiation balance in Antarctica as measured with automatic weather stations // J. of Geoph. Res. 2004. V. 109. D09103. doi: 10.1029/2003JD004394Van den Broeke M, Reijmer C., Van den Wal R. Surface radiation balance in Antarctica as measured with automatic weather stations. J. Geophys. Res. 2004, 109: D09103. doi: 0.1029/2003JD004394Balog I., Spinelli F., Grigioni P., Caputo G., Napoli G., De Silvestri L. Estimation of direct normal irradiance at Antarctica for concentrated solar technology // Appl. Syst. Innov. 2019. V. 2. № 21. 18p. doi: 10.3390/asi2030021Balog I., Spinelli F., Grigioni P., Caputo G., Napoli G., De Silvestri L. Estimation of direct normal irradiance at Antarctica for concentrated solar technology. Appl. Syst. Innov. 2019, 2 (21): 18 p. doi:10.3390/asi2030021

The authors declare that there are no conflicts of interest present.