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.E.453

Рекордное повышение температуры в Восточной Антарктиде в марте 2022 г.: анализ спутниковых микроволновых радиометрических и наземных данных

Митник Л.М. (1), Кулешов В.П. (1), Митник М.Л. (1), Баранюк А.В. (1)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Результаты микроволнового зондирования из космоса Антарктиды и Южного океана представляют значительный интерес для решения научных и прикладных задач, таких, как оценка влияния различных природных факторов на современные изменения климата, изучение взаимодействия океана, морского льда и атмосферы, моделирование переноса излучения в системе океан – морской и материковый лёд – атмосфера, калибровка спутниковых радиометров и др. По результатам наземных и спутниковых экспериментов и моделирования переноса излучения рассмотрены основные факторы: микроструктура снега (форма и размер зерен, плотность в зависимости от глубины), шероховатость поверхности, вертикальные профили температуры и влажности воздуха, водности и лёдности облаков, влияющие на коэффициент излучения и яркостную температуру Антарктиды в микроволновом (МВ) диапазоне. В работе рассмотрены проявления в спутниковых МВ данных повышения температуры воздуха над значительной частью Восточной Антарктиды 15-23 марта 2022 г. Рекордно высокое потепление было зарегистрировано автоматическими метеорологическими станциями (АМС) и радиозондами, запущенными со станций Casey на побережье Антарктиды и с франко-итальянской станции Concordia на материке. АМС, установленные на высотных станциях "Восток" (78º28' ю.ш., 106º50' в.д., 3489 м), Concordia (75º06' ю.ш., 123 º20' в.д., 3230 м) и Dome CII в Восточной Антарктиде, зарегистрировали рост температуры воздуха у поверхности Т0 на 40 ºС, повышение Т0 на береговых станциях составило примерно 10-15 ºС. Приведены временные ряды температуры и влажности воздуха у поверхности по данным АМС и яркостных температур ТЯ на частотах 23,8, 36,5, 42 и 91,6 ГГц, усредненных по круговой площадке диаметром 200 км с центром на расстоянии ≈ 20 км от станции Concordia. Временные ряды ТЯ за 2019–2022 гг. показывают уникальность потепления в марте 2022 г. Из анализа синоптической информации и спутниковых наблюдений следовало, что резкое потепление было вызвано мощной атмосферной рекой, протянувшейся от Австралии к Антарктиде. Вторжение теплого и влажного воздуха в марте 2022 г. исследовано по результатам зондирования Восточной Антарктиды и прилегающих областей Южного океана микроволновыми радиометрами МТВЗА-ГЯ (спутник Метеор-М № 2-2), AMSR2 (спутник GCOM-W1) и GMI (спутник GPM) до, во время и после процесса. По измерениям яркостных температур ТЯ(ν) на частотах ν в окнах прозрачности атмосферы ≈6-48 и 88-92 ГГц над открытым океаном и данным скаттерометров определены скорость ветра W, водозапас облаков Q и паросодержание атмосферы V в области атмосферной реки, рассмотрена её структура. и оценена изменчивость. Рост яркостной температуры значительной части Восточной Антарктиды был вызван в основном увеличением температуры поверхности и подповерхностных слоёв фирна. Получены оценки вклада атмосферы в изменения ТЯ(ν). На частотах ≈176-190 ГГц в области линии поглощения водяного пара приращение ТЯ(ν) было обусловлено увеличением температуры и влажности тропосферы.

Ключевые слова: Антарктида, аномалия температуры воздуха, атмосферная река, микроволновая радиометрия, моделирование, яркостная температура, временные ряды, Метеор-М № 2-2, МТВЗА-ГЯ, GCOM-W1 AMSR2, автоматические метеостанции, радиозонды
Литература:
  1. Чернявский Г.М. и др. Моделирование яркостных температур и первые результаты, полученные микроволновым радиометром MTВЗA-ГЯ со спутника Метеор-М № 2-2 // Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. 2020. Т.17. № 3. С.51-65.
  2. Buehler S. A., Kuvatov M., Sreerekha T. R., et al. A cloud filtering method for microwave upper tropospheric humidity measurements // Atmos. Chem. Phys., 2007. Vol. 7, pp. 5531–5542, https://doi.org/10.5194/acp-7-5531-2007.
  3. Kar R., Aksoy M., Kaurejo D., Atrey P., Devadason J.A. Antarctic firn characterization via wideband microwave radiometry // Remote Sens. 2022, 14, 2258. 10.3390/rs14092258 https://doi.org/10.3390/rs14092258
  4. Macelloni G., Brogioni M., Pampaloni P. , Cagnati A. Multifrequency microwave emission from the Dome-C area on the East Antarctic plateau: Temporal and spatial variability // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2007. Vol. 45, No. 7, 2029-2039, 10.1109/TGRS.2007.890805
  5. Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Streltsov A.M., Cherniavsky G., Cherny I. Microwave scanner sounder MTVZA-GY on new Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: modeling, calibration and measurements // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2017. Vol. 10. N. 7. P. 3036-3045, DOI 10.1109/JSTARS.2017.2695224.
  6. Mitnik L., Kuleshov V., Panfilova M., Karaev V., M. Mitnik, Baranyuk A. Satellite study of atmospheric cyclones and rivers around Antarctica // Proc. IGARSS, 2021, pp. 7071-7074, doi: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553258.IGARSS 2021.
  7. Mitnik L.M., Kuleshov V.P., Mitnik M.L., Chernyavski G.M., Cherny I.V., Streltsov A.M. Microwave radiometer MTVZA-GY on new Russian satellite Meteor-M No 2-2 and sudden stratospheric warming over Antarctica // IEEE Journal of Selected Topics of Applied Remote Sensing, 2022. Vol. 15. pp. 820-830.
  8. Mo Z., Zeng Z., Huang L. et al. Investigation of Antarctic precipitable water vapor variability and trend from 18 year (2001 to 2018) data of four reanalyses based on radiosonde and GNSS observations // Remote Sensing. 2021.Vol.13. No. 19. 3901, https://doi.org/10.3390/rs13193901
  9. Sims G., Ashley M. C. B., Cui X. et al. Precipitable water vapor above Dome A, Antarctica, determined from diffuse optical sky spectra // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2012, Vol. 124: January pp. 74–83.
  10. Surdyk S. Using microwave brightness temperature to detect short-term surface air temperature changes in Antarctica: An analytical approach // Remote Sens. Environ., 2002, vol. 80, no. 2, pp. 256–271 DOI: 10.1016/S0034-4257(01)00308-X

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Баранюк А.В. Рекордное повышение температуры в Восточной Антарктиде в марте 2022 г.: анализ спутниковых микроволновых радиометрических и наземных данных // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 194. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

194