Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Тринадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XIII.D.11

Модели радиационного форсинга для прогноза изменений климата в условиях Арктики

Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В., Козодеров В.В., Фомин Б.А., Фалалеева В.А., Краснокутская Л.Д., Белов В.В., Тарасенков М.В., Пригарин С.М.
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
Спектральные наблюдения - один из важных каналов информации в аэрокосмическом дистанционном зондировании Земли (ДЗЗ), исследовании и мониторинге радиационного баланса Земли как планеты и отдельных регионов. Предлагается обратить особое внимание на спектральное альбедо арктического региона как индикатор состояния поверхности океана и ледникового покрова и, как следствие, и вызывая тяние льда эволюции климата в Арктики. Всё больше и отечественных и зарубежных исследователей поддерживают мнение, которое выдвигали ещё академики К.Я.Кондратьев и Ю.А.Израэль, что в эволюции климата Арктики «тепличный эффект» углекислого газа не является преобладающим. Системы глобального космического мониторинга Земли пока не располагают возможностями регулярных спектральных и визуальных наблюдений за процессами изменения ледников, начиная со времени накопления снежного покрова при снегопадах, заканчивая таянием льда и формированием «луж» талой воды на поверхности льдин – тальников, которые играют роль линз, проводя в глубину ледовых масс тепло.

Измерение спектрального альбедо региона Арктики во всех спектральных диапазонах от ультрафиолетового до миллиметрового излучения позволяет получить важную информацию как о свойствах источников и механизмах их излучения, так и о той среде, которая поглощает, рассеивает и отражает электромагнитные волны. В плане реализации натурных наблюдений это грандиозная задача будущего, а в настоящее время предлагается развитие информационно-математического аспекта и сценарного подхода к решению поставленной проблемы на основе математического моделирования на суперкомпьютерах и параллельных супервычислений.

Впервые поставлена задача объединить научный потенциал российских исследователей, обладающих уникальными разработками, обобщить достигнутое и задать вектор развития информационно-математического обеспечения с целью обеспечения теоретико-расчетных исследований радиационных процессов в условиях Арктики на основе аналитических и численных методов решения сложнейших задач теории переноса излучения в природных средах с учетом структуры оптико-геофизических параметров гетерогенной среды, процессов взаимодействия электромагнитного излучения с веществом и условий инсоляции в дневных и ночных условиях в разные времена года. Сложность задачи обусловлена необходимостью использования многомерной сферической геометрии (Сушкевич 1966, 2005), гетерогенностью и особым составом, состоянием и распределением всех компонент атмосферы, специфическим взаимодействием излучения с веществом как в атмосфере, так и на земной поверхности, условиями инсоляции. Особенность региона такова, что из-за труднодоступности отдельных районов и отсутствия сети постоянных метеорологических наблюдений в Арктике, математическое моделирование радиационных полей в большей степени является «сценарным», в том числе из-за неполноты данных оптико-геофизических параметров гетерогенной среды, необходимых для корректного учета и рассеяния и поглощения в атмосфере.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 14-01-00197_а, № 15-01-00783_а

1. Сушкевич Т.А. Осесимметричная задача о распространении излучения в сферической системе // Труды ИПМ АН СССР. О-572-66. М.: ИПМ АН СССР, 1966. 180 с.
2. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 661 с.

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

222