Russian national report

247
Atmospheric Radiation
Grimsvotn volcano in Iceland (May 2011) were adjusted to the results of aerosol 
optical thickness measurements at the site of the AERONET global network in 
Hamburg. Comparison of the corrected concentrations with those from the other 
AERONET sites demonstrated validity of the proposed approach. Actinometrical 
network of the Russian Meteorological Agency can be used to specify aerosol 
cloud distribution forecast over Russia’s territory. The aerosol properties of the 
atmosphere in Moscow were estimated using AERONET data [Chubarova et al., 
2010] and collocated measurements in Moscow and Zvenigorod. It has been 
shown that aerosol pollution effects are not very large (about 0.02 in aerosol 
optical transmittance (AOT) at 500 nm) [Chubarova et al., 2011a]. Using these 
datasets the cooling effect of urban aerosol was also shown.
Permanent studies of aerosol optical and microphysical characteristics in dif‑
ferent Earth regions are carried on. Methodical basis was developed; the appa‑
ratus complex was created and combined experiment on studying aerosol char‑
acteristics and estimating the input of atmospheric aerosol in the planet radiative 
balance was performed [Matvienko et al., 2014a, 2014b]. Regular expedition 
studies of aerosol characteristics have been conducted in marine and high-latitu‑
dinal Earth regions (on Arctic Ocean cost, Antarctic, archipelago Spitsbergen, 
Atlantics). Latitudinal dependence of aerosol characteristics and its inter-annual 
trend over Atlantic Ocean and seasonal and in inter-annual variability of param‑
eters at Spitsbergen are determined [Pol’kin et al., 2013; Sakerin et al., 2012a]. 
Results of aerosol measurements conducted at Russian Antarctic Station “Vostok” 
and over Caspian Sea were analyzed [Pol’kin et al., 2012, 2014]. Variability of 
aerosol and optical parameters of the atmosphere in northern and southern polar 
regions after 2000 is estimated [Rusina et al., 2013]. Combined measurements 
of aerosol and soot concentrations and size distributions were performed in the 
near-ground atmospheric layer near Vladivistok and in the near-sea layer in the 
water area of Japanese sea [Pol’kin et al., 2011]. Speculiarities of spatial-tempo‑
ral variability of aerosol microphysical characteristics of the atmosphere and the 
near-ground  layers  in  the  transitional  zone  ”continent-ocean”  were  studied 
[Shmirko et al., 2014]. Aerosol characteristics were determined during different 
fire episodes [Trefilova et al., 2013].
Numerous studies were directed to studying the aerosol optical depth (AOD) 
in different regions. In 2014 the monograph generalizing results of combined 
aerosol studies in Asian Russia was published [Sakerin S. M. (ed.), 2012]. Reg‑
ularities of AOD spatial-temporal variability in the Asian Russia atmosphere 
were studied in papers [Sakerin et al., 2011, 2012b, 2012c, 2014a; Kabanov et 
al., 2011, 2013, 2014a; Zayakhanov et al., 2012; Poddubnyi et al., 2013]. Similar 
studies were carried out also for marine and polar regions [Sakerin et al., 2014b, 
2014c; Kabanov et al., 2014b] and in the frames of International Programs [To‑
masi et al., 2012; Smirnov et al., 2011, 2012].

---

248
Yu. M. Timofeyev, E. M. Shulgina
A  number  of  investigations  were  devoted  to  studying  thermal  effects  of 
smoke aerosol and the radiative forcing during various wildfires. The radiative 
properties of smoke aerosol in Moscow and Moscow region during extreme 
conditions of forest fires in 2010 have been studied [Chubarova et al., 2012; 
Gorchakova and Mokhov, 2012; Shukurov et al., 2014]. Approximation of the 
smoke aerosol forcing at the atmospheric bottom boundary has been developed 
[Rublev et al., 2011]. Using the microphysical modeling, the influence assess‑
ment of the coarse mode with particle radii greater than 15 mm on the dust aer‑
osol optical properties is obtained. In addition, the comparative analysis has been 
performed for different fire episodes in Moscow (during 1972, 2002 and 2010 
summer periods) and it is shown that the strongest radiative effects are observed 
in 2010 [Chubarova et al., 2011b]. In June–August 2012, the team of the IAO 
SB RAS conducted the combined experiment for studying the dynamics of op‑
tics‑microphysical characteristics of the submicronic aerosol in the near‑ground 
air layer under the smoke haze from Siberian forest fires [Kozlov et al., 2014; 
Uzhegov et al., 2014; Popovicheva et al., 2014]. Differences in optical and mi‑
crophysical characteristics of the near‑ground aerosol under conditions of the 
haze smoke and non-smoked atmosphere were estimated.
Methods for the aerosol remote sensing and models for parameterizing the 
aerosol parameters have been constantly developed and improved. New meth‑
od (SSMART) for retrieving the aerosol optical and microphysical character‑
istics is proposed and tested [Bedareva and Zhuravleva, 2011; Bedareva et al., 
2013a]. The characteristics are retrieved from data of ground-based AOD 
spectral measurements and scattered radiation in the solar almucantar. Refined 
version of the method [Bedareva et al., 2014] has been tested under conditions 
of moderate and strong aerosol turbidity for Tomsk and Dakar [Bedareva and 
Zhuravleva, 2012; Bedareva et al., 2013b] and it is shown that retrieved aer‑
osol characteristics fit to AERONET data within total errors. On the basis of 
data of long-term airborne sounding of vertical profiles of aerosol directed 
scattering coefficients, the disperse composition and also the maintenance of 
the absorbing particles, the generalized empirical model of aerosol optical 
characteristics in the lower 5-kilometer layer of the atmosphere of Western 
Siberia has been developed [Panchenko et al., 2012b, 2012c]. The model al‑
lows retrieving aerosol optical characteristics in visible and near-IR spectral 
ranges. Spectral dependences of the single-scattering albedo at different alti‑
tudes are estimated [Panchenko et al., 2014]. Two-parametric model has been 
developed for retrieving the aerosol extinction coefficients in visible and near-
IR spectral ranges on a long near‑ground path from data on the aerosol param‑
eters in a local volume. Spectral dependence of the single-scattering albedo 
at  the  0.45–3.9  mm  wavelengths  is  estimated  [Pkhalagov  et  al.,  2013; 
Pkhalagov and Uzhegov, 2014].

---