ABSTRACT Laser ranging methods employing light detection and ranging (LiDAR) technology are widely used for studying the atmosphere and monitoring its state. The purpose of this work is to measure the ozone vertical distribution (OVD) in the upper troposphere–stratosphere by differential absorption LiDAR (DIAL) at 299–341 nm and 308–353 nm and to compare the results with satellite data. А LiDAR complex for measuring the OVD in the altitude range approximately 5–45 km has been created. Here, we analyse the results of ozone LiDAR measurements at wavelengths of 299–341 nm and 308–353 nm between 2017 and 2018 at Siberian LiDAR Station (SLS) and compare them with satellite (Microwave Limb Sounder (MLS)/Aura and Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI)/MetOp) measurements of OVD. The retrieved LiDAR OVD profiles in the upper troposphere–stratosphere in comparison with MLS/Aura and IASI/MetOp profiles, as well as the stitched OVD profile in comparison with the mid-latitude Krueger model, confirm the prospects of using the pairs of ozone sounding wavelengths 299–341 nm and 308–353 nm. The average relative difference between LiDAR and MLS/Aura measurements is negative in the altitude range 16–38 km and attains –49.81% at 38 km, and also, the average relative difference between LiDAR and IASI/MetOp measurements is positive in the altitude ranges 6 and 7.40 to 18 km, where it attains 43.68% at 16.80 km, and is negative in the altitude range 6–7.30 km, where it attains – 43.86% at 6.20 km.

中文翻译：

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使用 DIAL、MLS 和 IASI 在俄罗斯托木斯克（北纬 56.5°，东经 85.0°）上空测量的对流层-平流层上层臭氧垂直廓线的比较

摘要 采用光探测和测距 (LiDAR) 技术的激光测距方法被广泛用于研究大气和监测其状态。这项工作的目的是通过 299-341 nm 和 308-353 nm 的差分吸收激光雷达 (DIAL) 测量对流层 - 平流层上部的臭氧垂直分布 (OVD)，并将结果与​​卫星数据进行比较。已创建用于在大约 5-45 公里的高度范围内测量 OVD 的 LiDAR 综合体。在这里，我们分析了 2017 年至 2018 年西伯利亚激光雷达站 (SLS) 在 299-341 nm 和 308-353 nm 波长下的臭氧 LiDAR 测量结果，并将其与卫星（微波肢体探测仪 (MLS)/Aura 和红外大气层）进行了比较OVD 的探测干涉仪 (IASI)/MetOp) 测量。与 MLS/Aura 和 IASI/MetOp 剖面相比，在对流层 - 平流层上层检索的 LiDAR OVD 剖面，以及与中纬度克鲁格模型相比的缝合 OVD 剖面，证实了使用臭氧探测对的前景波长 299–341 nm 和 308–353 nm。LiDAR 和 MLS/Aura 测量值之间的平均相对差异在 16-38 公里高度范围内为负值，在 38 公里处达到 –49.81%，而且，LiDAR 和 IASI/MetOp 测量值之间的平均相对差异在高度范围内为正值6 和 7.40 至 18 公里，在 16.80 公里处达到 43.68%，在 6-7.30 公里的高度范围内为负，在 6.20 公里处达到 - 43.86%。以及与中纬度克鲁格模型相比的缝合 OVD 剖面，证实了使用臭氧探测波长对 299-341 nm 和 308-353 nm 的前景。LiDAR 和 MLS/Aura 测量值之间的平均相对差异在 16-38 公里高度范围内为负值，在 38 公里处达到 –49.81%，而且 LiDAR 和 IASI/MetOp 测量值之间的平均相对差异在高度范围内为正值6 和 7.40 至 18 公里，在 16.80 公里处达到 43.68%，在 6-7.30 公里的高度范围内为负，在 6.20 公里处达到 - 43.86%。以及与中纬度克鲁格模型相比的缝合 OVD 剖面，证实了使用臭氧探测波长对 299-341 nm 和 308-353 nm 的前景。LiDAR 和 MLS/Aura 测量值之间的平均相对差异在 16-38 公里高度范围内为负值，在 38 公里处达到 –49.81%，而且，LiDAR 和 IASI/MetOp 测量值之间的平均相对差异在高度范围内为正值6 和 7.40 至 18 公里，在 16.80 公里处达到 43.68%，在 6-7.30 公里的高度范围内为负，在 6.20 公里处达到 - 43.86%。