Selective absorption in the visible spectrum of dust haze over Middle East in spring 2022

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Based on monitoring data from AERONET stations in spring 2022, variations in the optical and microphysical characteristics of dust aerosol during a large-scale dust haze in the Middle East were analyzed. It was shown that the coarse fraction of dust aerosol dominates the particle size distribution, with a modal radius ranging from 1.70 to 2.95 µm. The imaginary part of the refractive index of dust aerosol particles reaches 0.042, and the single scattering albedo varies from 0.70 to 0.99. Selective absorption of dust aerosol at a wavelength of 675 nm was found to be associated with the presence of the mineral goethite in the dust aerosol particles. The selective absorption at a wavelength of 440 nm, attributed to hematite, is relatively small in the examined dust haze: the imaginary part of the refractive index reaches approximately 0.005, and the single scattering albedo varies from 0.90 to 0.99. Regional emission sources of dust aerosol were identified.

About the authors

G. I. Gorchakov

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: gengor@ifaran.ru
Moscow, Russia

O. I. Datsenko

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. V. Karpov

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

R. A. Gushchin

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Mahowald N., Albani S., Kok J.F., Engelstaedter S., Scanza R., Ward D.S., Flanner M.G. The size distribution of desert dust aerosols and its impact on the Earth system // Aeolian Research. 2014. V. 15. P. 53–71.
  2. Kok J.F., Parteli E.J., Michaels T.I., Bou Karam D. The physics of wind blown sand and dust // Rep. Prog. Phys. 2012. V. 75. P. 1–119.
  3. Sokolik I.N., Toon O.B. Incorporation of mineralogical composition into models of the radiative properties of mineral aerosol from UV to IR wavelengths // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1999. V. 104. № D8. P. 9423–9444.
  4. Miller R., Tegen I., Perlwitz J. Surface radiative forcing by soil dust aerosols and the hydrologic cycle // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D. 04203.
  5. Balkanski Y., Schulz M., Claquin T., Guibert S. Re-evaluation of mineral aerosol radiative forcings suggest a better agreement with satellite and AERONET data // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7. P. 81–95.
  6. Mather B.A., Prospero J.M., Mackie D., Gaiero D., Hesse P.P., Balkanski Y. Global connections between aeolian dust, climate and ocean biogeochemistry at the present day and at the last glacial maximum // Earth Sci. Rev. 2010. V. 99. P. 61–97.
  7. Brunekreef B., Holgate S.T. Air Pollution and Health // Lancet. 2002. V. 360. P. 1233–1242.
  8. Morman S.A., Plumlee G.S. The role of airborne mineral dusts in human disease // Aeolian Research. 2013. V. 9. P. 203–212.
  9. Holben B.N., Eck T.F., Slutsker I., Tanre D., Buis I.P., Setzer A., Vermote E., Reagan J.A., Kaufman Y.J., Nakajima N., Lavenu F., Jakowiak L., Smirnov A. AERONET – A federated instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. 1998. V. 66. No. 1. P. 1–16.
  10. Dubovik O., Smirnov A., Holben B.N., King M.D., Kaufman Y.J., Eck T.F., Slutsker I. Accuracy assessment of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robotic Network (AERONET) Sun and sky radiance measurements // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 9791‒9806.
  11. Sinyuk A., Holben B.N., Eck T.F., Giles D.M., Slutsker I., Korkin S., Schafer J.S., Smirnov A., Sorokin M., Lyapustin A. The AERONET Version 3 aerosol retrieval algorithm, associated uncertainties and comparisons to Version 2 // Atmos. Meas. Tech. 2020. V. 13. P. 3375–3411.
  12. Kaufman Y.J., Tanré D., Dubovik O., Karnieli A., Remer L.A. Absorption of sunlight by dust as inferred from satellite and ground-based remote sensing // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. No. 8. P. 1479‒1482.
  13. Arimoto R. Eolian dust and climate: relationships to sources, tropospheric chemistry, transport and deposition // Earth-Science Reviews. 2001. V. 54. No. 1‒3. P. 29‒42.
  14. Alfaro S.C., Lafon S., Rajot J.L., Formenti P., Gaudichet A., Maillé M. Iron oxides and light absorption by pure desert dust: An experimental study // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D08208.
  15. Lafon S., Sokolik I.N., Rajot J.L., Caquineau S., Gaudichet A. Characterization of iron oxides in mineral dust aerosols: Implications for light absorption // Journal of Geophysical Research. Atmospheres. 2006. V. 111. No. D21.
  16. Salomonson V.V., Barnes W.L., Maymon P.W., Montgomery H.E., Ostrow H. MODIS, advanced facility instrument for studies of the Earth as a system // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 1989. V. 27. P. 145–153.
  17. Gorchakov G.I., Datsenko O.I., Kopeikin V.M., Karpov A.V., Gushchin R.A., Gorchakova I.A., Mirsaitov S.F., Ponomareva T.Ya. Dust haze over the North China plain // Atmospheric and Oceanic Optics. 2022. V. 35. No. 2. P. 125‒132.
  18. Gorchakov G.I., Kopeikin V.M., Gushchin R.A., Datsenko O.I., Ponomareva T.Y. Anomalous Selective Absorption of Smoke Aerosol during Forest Fires in Alaska in July–August 2019 // Izvestiya. Atmospheric and Ocean Physics. 2023. V. 59. No 6. P. 655–666.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».