Особое внимание к возникновению мезомасштабных циклонов в арктическом регионе и необходимость их непрерывного мониторинга обусловлены тем, что они способны вызывать экстремальные (опасные) явления погоды – сильное волнение и ветер до 35 м/с, обледенение судов и сооружений, а также снежные заряды с ухудшением видимости. Штормовая ситуация развивается обычно внезапно за короткий период времени, что наряду с небольшими размерами мезомасштабных циклонов (до 1000 км, в среднем 200-600 км) и непродолжительным циклом эволюции (в среднем 15 часов) крайне затрудняет их прогнозирование.
При этом безусловно важно прослеживать эволюцию мезомасштабных циклонических образований с момента обнаружения, независимо от их интенсивности, так как при определенных условиях даже незначительные по мощности вихри могут интенсифицироваться и трансформироваться в мощные полярные циклоны. Полярные циклоны – это подтип мезомасштабных циклонов, образующихся над морской поверхностью со скоростью приземного ветра >15 м/с. Данный подтип признан опасным для осуществления судоходства, выполнения авиационных полётов, а также для прибрежной инфраструктуры в высоких северных широтах. Однако, как показывает практика, пороговое значение опасной скорости приземного ветра (>15 м/с) является достаточно условным для отдельных видов хозяйственной деятельности в сложных метеорологических условиях арктического региона. Показательным случаем является авиакатастрофа вертолёта МИ-8МТ на архипелаге Шпицберген в 2008 г., когда неспрогнозированные порывы ветра до 9 м/с, вызванные мезомасштабным циклоном, явились фатальными при заходе воздушного судна на посадку. Данный пример ещё раз подчёркивает важность мониторинга мезоциклонической активности и повышения качества её прогнозов, независимо от принятых условных пороговых значений метеорологических величин, характеризующих полярные мезомасштабные циклоны.
До настоящего времени мезоциклоническую активность в арктическом регионе можно было исследовать только по данным полярно-орбитальных КА и наблюдениям наземной гидрометеорологической сети. При этом полярно-орбитальные КА обладают низким временным разрешением для одной и той же области покрытия, а пункты наземных наблюдений крайне разрежены в данном регионе. Как следствие, эти недостатки не позволяли получать необходимый объём данных для обнаружения и детального анализа всех возникающих мезомасштабных циклонов. Кроме того, численные прогностические модели, с помощью которых проводится анализ условий возникновения и прогноз развития мезомасштабных циклонов, для ряда случаев не обладают достаточным пространственно-временным разрешением.
28 февраля 2021 г. был запущен космический аппарат (КА) «Арктика-М» №1 – первый КА гидрометеорологического назначения, функционирующий на высокоэллиптической орбите типа «Молния». Период обращения КА – 12 часов, при этом 6,5 часов – рабочий участок орбиты КА. Баллистическое построение орбиты КА позволяет получать уникальные данные (измерения аппаратуры МСУ-ГС) для изучения атмосферы всего арктического региона с частотой 15-30 минут в совокупности на протяжении 13 часов в сутки.
В период с 22.03.2021 г. по 16.06.2021 г. был проведен анализ ~ 3000 сеансов съёмки, выполненной аппаратурой МСУ-ГС КА «Арктика-М» №1 над областью наиболее активного мезомасштабного циклогенеза (в акватории Баренцева, Северного, Гренландского, Норвежского, Карского морей, моря Баффина и Девисова пролива). Также проводился анализ ~ 1000 сеансов съёмки за период с 01.05.2021 г. по 31.06.2021 г., выполненной над дальневосточным регионом (где были зафиксированы единичные случаи образования мезомасштабных циклонов в акватории Берингова моря и Берингова пролива).
По итогам проведенной работы суммарно зафиксировано 94 случая возникновения мезомасштабных циклонов в арктическом регионе (включая мощные полярные мезомасштабные циклоны), а также впервые в мире с высокой частотой (15-30 минут) рассмотрена в динамике их эволюция. Построена карта повторяемости мезомасштабных циклонов в арктическом регионе за обозначенные периоды, а также проведена классификация всех случаев по типу облачных вихрей. Выполнен детальный синоптический анализ наиболее выраженных случаев мезомасштабного циклогенеза.
Стоит отметить, что в перспективе регулярный мониторинг и детальный анализ условий возникновения и эволюции мезомасштабных циклонов в арктическом регионе в совокупности с получаемыми уникальными спутниковыми данными позволит создать систему прогнозирования их возникновения. Это является одной из приоритетных задач оперативной метеорологии.