Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 9 · RADIO ENGINEERING

Statistics of precipitated water vapor at new astronomical points in northeastern Eurasia

V.B. Khaikin1,2, A.P. Mironov3, A.Y. Shikhovtsev4, G.A. Makoev1,2, Y.O. Vodzyanovsky2,5, A.V. Khudchenko5,6, P.M. Zemlyanukha7, E.A. Kopylov2

1 Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz, Russia
2 Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences (INASAN), Moscow, Russia
3 Sternberg State Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
4 Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS, Irkutsk, Russia
5 LPI Astro Space Center, Moscow, Russia
6 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
7 Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences (IAP RAS), Nizhnii Novgorod, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.9.4 UDC 521.98 EDN KBUYNR

Abstract

In the work using the GNSS method, monthly statistics of precipitated water vapor were obtained at new astronomical points in northeastern Eurasia: Hulugaisha Peak (Eastern Sayan), Kurapdag in the Agul District of Dagestan and the Tashanta checkpoint in the intermountain basin of the Altai Republic in comparison with the area of BTA, KGO and Terskol Peak Observatory. Changes in the hourly values of the median of precipitated water vapor at the Hulugaisha peak, the Tashanta APP and around BTA location are given according to the data of Era-5 reanalysis and moisture content in the surface layer according to meteorological data of 2023-2024. The collection of statistics of the optical thickness and precipitated water vapor in the area of BTA and new astronomical stations began with the help of a two-channel atmospheric radiometer IPAR-2 at a wave of 3 mm and 2 mm.

  • submillimeter telescope
  • astroclimate
  • precipitable water vapor
  • optical thickness
  • radiometric method
  • GNSS method
  • ERA5 reanalysis
Аннотация (на русском)

Статистики осажденного водяного пара на новых астропунктах северо-восточной Евразии

В работе с помощью ГНСС метода получены месячные статистики осажденного водяного пара на новых астропунктах северо-восточной Евразии: пике Хулугайша (Восточный Саян), г.Курапдаг в Агульском районе Дагестана и АПП Ташанта в межгорной котловине республики Алтай в сравнении с районом расположения БТА, КГО и обсерваторией Пик Терскол. Приводятся изменения часовых значений медианы осажденного водяного пара на пике Хулугайша, АПП Ташанта и в районе расположения БТА по данным реанализа Era -5 и влагосодержания в приземном слое по метеоданным 2023-2024 гг. Показано что новые астропункты северо-восточной Евразии имеют значительные преимущества по осажденному водяному и общей облачности в сравнении с лучшими из существующих. Начат набор статистики оптической толщи и осажденного водяного пара в районе расположения БТА и новых астропунктов с помощью двухканального атмосферного радиометра ИПАР-2 на волне 3 мм и 2 мм.

For citation

Khaikin V.B., Mironov A.P., Shikhovtsev A.Y., Makoev G.A., Vodzyanovsky Y.O., Khudchenko A.V., Zemlyanukha P.M., Kopylov E.A. Statistics of precipitated water vapor at new astronomical points in northeastern Eurasia // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.9.4

References

  1. Bubnov G.M. et al. Searching for new sites for THz observations in Eurasia // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2015. - Т. 5. - №. 1. - С. 64-72.
  2. Khaikin V. B. et al. A study of the astroclimate in the Dagestan mountains Agul region and at the Ali Observatory in Tibet as possible locations for the Eurasian SubMM Telescopes (ESMT) // Proc. Sci. - 2022. - Т. 425. - С. 72.
  3. Балега Ю.Ю и др. Прямые измерения атмосферного поглощения излучения субтерагерцового диапазона волн на Северном Кавказе // Доклады Российской академии наук. 2022. Т. 502, № 1. С. 5-9. https://doi.org/10.31857/S2686740022010023
  4. Rudakov K.I. et al. Low-noise sis receivers for new radio-astronomy projects // Radiophysics and Quantum Electronics. - 2019. - Т. 62. - С. 547-555.
  5. Балега Ю.Ю и др. Сверхпроводниковые приемники для космических, аэростатных и наземных субтерагерцовых радиотелескопов // Известия вузов. Радиофизика. - 2020. - Т. 63. - №. 7. - С. 533-566.
  6. Raymond A.W. et al. Evaluation of new submillimeter VLBI sites for the Event Horizon Telescope // The Astrophysical Journal Supplement Series. - 2021. - Т. 253. - №. 1. - С. 5.
  7. Li J. et al. A 15-m Submillimeter-Wave Telescope (XSMT) and Its Development // 33rd IEEE International Symposium on Space THz Technology (ISSTT 2024), April 7-11, 2024.
  8. Deng L. et al. Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site // Nature. - 2021. - Т. 596. - №. 7872. - С. 353-356.
  9. Bi C. et al. Astroclimatic parameters characterization at Lenghu site with ERA5 products // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2024. - Т. 527. - №. 3. - С. 4616-4631.
  10. Shikhovtsev A.Y. et al. Precipitable water vapor and fractional clear sky statistics within the Big Telescope Alt-Azimuthal region // Remote Sensing. - 2022. - Т. 14. - №. 24. - С. 6221.
  11. Шиховцев А.Ю. и др. Статистический анализ содержания водяного пара на Северном Кавказе и в Крыму // Оптика атмосферы и океана. - 2022a. - Т. 35. - №. 1. - С. 67-73.
  12. Zinchenko I.I. et al. Measurements and Evaluations of the Atmospheric Transparency at Short Millimeter Wavelengths at Candidate Sites for Millimeter-and Sub-Millimeter-Wave Telescopes // Applied Sciences. - 2023. - Т. 13. - №. 21. - С. 11706.
  13. Хайкин В.Б. и др. Статистические характеристики осажденного водяного пара, оптической толщи и облачности в Северной части Евразии // Астрономический журнал, 2024a, том 101, № 2, с. 195-206.
  14. Шиховцев А.Ю. и др. Оптическая толща атмосферы для пика Терскол по данным реанализа Era-5. // Оптика атмосферы и океана, N11, 2022b.
  15. Shikhovtsev A.Y., Kovadlo P.G. Statistical estimations of the vapor content and optical thickness of the atmosphere using reanalysis and radiosonding data as applied to millimeter telescopes // Optika Atmosfery i Okeana. - 2024. - Т. 37. - №. 2. - С. 169-175.
  16. Bevis M. et al. GPS meteorology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. - 1992. - Т. 97. - №. D14. - С. 15787-15801.
  17. Boehm J., Werl B., Schuh H. Troposphere mapping functions for GPS and very long baseline interferometry from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational analysis data // Journal of geophysical research: solid earth. - 2006. - Т. 111. - №. B2.
  18. Herring T.A. et al.Introduction to GAMIT/GLOBK // Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts. - 2010. - Т. 400. - С. 401.
  19. Хайкин В.Б., Домбек Е.М., Шиховцев А.Ю, Землянуха Павел М., Землянуха Петр М., Макоев Г.А., Назаров Г.П., Водзяновский Я.О., Худченко А.В. Первые результаты измерений пропускания атмосферы в местах расположения РАТАН-600, БТА и ЗТШ с помощью двухканального радиометра ИПАР-2 // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - №. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.14
  20. Clark T.A., Irwin G. Atmospheric Water Vapour at Mt. Kobau and Calgary and its Relevance to Infrared Astronomical Measurements // The Journal of the Royal Astr. Soc. of Canada. 67, N3 (522), 1973, p.142.
  21. Бертенова О.Д. и др. О спектральной прозрачности и содержании пара над Памиром // Труды ГГО N237, 1979.
  22. Fogarty W. Total atmospheric absorption at 22.2 GHz // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1975. - Т. 23. - №. 3. - С. 441-444.