Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XX.D.223

Длинные ряды данных о глобальной циркуляции водяного пара в атмосфере Земли на основе спутникового радиотепловидения

Пашинов Е. В. (1), Втюрин С.А. (1), Ермаков Д.М. (1,2)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), Москва, Россия
Атмосферная адвекция водяного пара является одной из важнейших составляющих планетарного гидрологического цикла. Она обеспечивает перенос атмосферной влаги и скрытого тепла из тропиков к высоким широтам и от океанов вглубь континентов, в значительной степени определяя климат Земли [1]. Средняя скорость этого переноса на климатических масштабах времени определяется параметрами глобальной атмосферной циркуляции. В свою очередь климатические изменения способны вызывать изменения этих параметров, ослабляя, усиливая и (или) деформируя циркуляционные ячейки [2]. Так, на протяжении нескольких последних десятилетий анализ дистанционных данных выявляет эффект «расширения тропиков», не вполне адекватно воспроизводимый климатическими моделями [3]. Поэтому крайне актуальной задачей дистанционного зондирования Земли является уточнение и детализация картины глобальной адвекции атмосферной влаги и ее регулярный мониторинг.
В рамках спутникового радиотепловидения [4] предложена интерполяционная методика расчета потоков водяного пара полностью замкнутая относительно данных спутниковых радиотепловых измерений. Расчет осуществляется на глобальной регулярной координатной сетке с шагом 0.25 географического градуса и позволяет восстановить поля водяного пара и его потоки с периодичностью 4 – 8 раз в сутки. Подход успешно применен к анализу динамики атмосферных мезомасштабных и синоптических процессов, а также к расчету ряда параметров глобальной атмосферной циркуляции. Точность интерполяции полей водяного пара оценена ранее [4].
Несмотря на то, что для применимости спутникового радиотепловидения нет пространственных ограничений ранее эта методика применялась только над поверхностью океана из-за отсутствия продуктов микроволновых измерений интегрального водяного пара атмосферы (PWV) над сушей и другими типами подстилающих поверхностей. В данной работе приводятся результаты разработки нейростевого алгоритма восстановления интегрального паросодержания над всеми типами поверхности по данным трёх микроволновых радиометров SSMIS и первые результаты восстановления полей адвекции водяного пара в глобальном масштабе на основе полученных полей водяного пара. В настоящий момент обработаны данные SSMIS за 2013 – 2020 год, что позволило получить ряды глобальных полей водяного пара и его адвекции за 8 лет с периодом 6 часов. Полученные ряды уже находят применение в исследованиях гидрологического режима российских рек, а также региональных климатологических исследованиях атмосферных рек над сушей.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8), а также гос. задания: "Космос-2", № 075-01133-22-00

Ключевые слова: радиотепловидение, водяной пар, адвекция, скрытое тепло, поток, SSMIS, нейронные сети, длинные ряды
Литература:
  1. Barry, R.G.; Chorley, R.J. Atmosphere, Weather and Climate, 8th ed.; Taylor and Praxis Group: London, UK; New York, NY, USA, 2003; p. 421.
  2. Reichler, T. Changes in the atmospheric circulation as indicator of climate change. In Climate Change: Observed Impacts on Planet Earth; Trevor, M.L., Ed.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2009; pp. 145–164.
  3. Lu, J.; Deser, C.; Reichler, T. Cause of the widening of the tropical belt since 1958. Geophys. Res. Lett. 2009, 36, L03803.
  4. Ermakov, D.M. Satellite Radiothermovision of Atmospheric Processes: Method and Applications; Springer: Cham, Switzerland, 2021; p. 199.

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Пашинов Е.В., Втюрин С.А., Ермаков Д.М. Длинные ряды данных о глобальной циркуляции водяного пара в атмосфере Земли на основе спутникового радиотепловидения // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 439. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

439