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)

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

XV.D.17

Условия и механизмы мезомасштабного циклогенеза над Чукотским морем по данным мультисенсорных спутниковых измерений и реанализа

Гурвич И.А. (1), Пичугин М.К. (2), Заболотских Е.В. (3)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
(2) Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
(3) Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Сокращение ледяного покрова привело к активизации мезоциклонической деятельности над окраинными морями восточного сектора Евразийской Арктики (ВЕА). Полярные мезоциклоны (ПМЦ) стали появляться в тех районах, где ранее они наблюдались крайне редко (Rasmussen, Turner, 2003). С развитием Северного морского пути, освоением новых районов рыболовства и разработкой добычи полезных ископаемых на арктическом шельфе актуальность исследований мезомасштабного циклогенеза над ВЕА резко возросла. Мезоциклоническая деятельность в исследуемом регионе наиболее продолжительна над Чукотским морем, где она может наблюдаться до середины декабря, тогда как над морями Лаптевых и Восточно-Сибирским заканчивается в ноябре (Zabolotskikh et al., 2015; Гурвич, Заболотских, 2015; Gurvich et. al., 2016; Zabolotskikh et al., 2016). Это обусловлено более поздним его замерзанием по сравнению с другими морями ВЕА из-за поступления относительно теплых вод из Берингова моря. Исследование базировалось на комплексном использовании данных мультисенсорных спутниковых измерений и модели CFSv2 из оперативного анализа системы прогноза климата Climate Forecast System, Version 2 прогностического центра National Centers for Environmental Prediction (NCEP), дополненных синоптическими картами приземного анализа и барической топографии. Для идентификации ПМЦ по форме облачной системы использовались спутниковые видимые и инфракрасные (ИК) изображения, полученные спектрорадиометром MODIS (спутники Aqua и Terra) и радиометром VIIRS (спутник Suomi NPP). По данным радиометра AMSR2 (спутник GCOM-W1) восстанавливались поля паросодержания атмосферы, водозапаса облаков и скорости приводного ветра, для чего применялись алгоритмы, основанные на физическом моделировании радиояркостных температур уходящего излучения системы океан-атмосфера с последующим восстановлением геофизических параметров при помощи нейронных сетей. Совместный анализ полей вектора приводного ветра по данным CFSv2 и скаттерометра ASCAT (спутники MetOp-A/B) за период сентябрь-декабрь 2016 г показал, что пик мезоциклонической активности над Чукотским морем в 2016 г. приходился на ноябрь, а не на октябрь, как в 2007 г. и 2014 г. (Гурвич и др., 2016). Смещение пика с октября на ноябрь было обусловлено элементами крупномасштабной атмосферной циркуляции и гидрологическим режимом моря. Это следует из анализа среднемесячных карт геопотенциальных высот изобарической поверхности 500 гПа (АТ500) и приведенного к уровню моря атмосферного давления. В октябре 2016 г. Чукотское море находилось под воздействием адвекции тепла в системе глубоких беринговоморских циклонов, а в ноябре, в результате перестройки термобарического поля над бассейном Северного Ледовитого океана, ‒ под воздействием адвекции холода из приполюсных районов. Большая часть его акватории была свободна ото льда до конца первой декады декабря. При детальном анализе структуры, траекторий, условий формирования и развития ПМЦ со скоростью ветра ≥ 12 м/с в октябре и ноябре 2016 г. были выявлены типичные механизмы и основные районы мезомасштабного циклогенеза над Чукотским морем и прилегающей к нему с севера акваторией СЛО, обусловленные крупномасштабными атмосферными процессами, ледовой обстановкой и орографией побережья. Тип I ‒ подветренные ПМЦ, формируются под влиянием орографии п-ова Лисберн при северо-восточном направлении натекающего потока; тип II ‒ в зонах конвергенции воздушных потоков, направленных от ледяных полей; тип III ‒в зонах циклонического сдвига ветра на оси приземных барических ложбин; тип IV ‒ облачные запятые за холодным фронтом в тылу циклонов синоптического масштаба (вторичные вихри). Орографический эффект проявляется также при пересечении мезоциклоном восточной оконечности о-ва Врангеля. Появление зон конвергенции и узких барических ложбин указывает на вероятность мезоциклогенеза и может служить прогностическим признаком. Большое влияние на их развитие оказывают холодные высотные депрессии и бароклинные зоны в пограничном слое атмосферы, которые формируются вблизи ледовых кромок в результате температурных контрастов между ледяными полями и морской поверхностью. При выходе на Чукотское море с севера холодной высотной депрессии или ложбины и при разности температур морской поверхности и воздуха на уровне изобарической поверхности 500 гПа (АТ500) ΔТ ≥ 38-43°С, возникают интенсивные мезоциклоны с мощной конвективной облачностью. Если вклад бароклинной неустойчивости пограничного слоя атмосферы больше, чем конвективной (ΔТ < 38°С), мезоциклоны менее интенсивны. Мезоциклонические вихри над Чукотским морем, несмотря на небольшое количество водяного пара (4-8 кг/м2), отчетливо выделяются в полях паросодержания атмосферы на фоне более сухого воздуха, что может использоваться для их идентификации наряду с полями приводного ветра и спутниковыми изображениями облачности.

Работа выполнена при поддержке гранта ДВО РАН 15-I-1-009_о.

Ключевые слова: мезоциклоны, Чукотское море, спутники, мультисенсорные измерения, паросодержание атмосферы, водозапас облаков, приводный ветер, ледяной покров
Литература:
  1. Гурвич И.А., Заболотских Е.В. Мезомасштабные полярные циклоны над восточным сектором Арктики по данным мультисенсорного спутникового зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 101-112.
  2. Гурвич И.А., Заболотских Е.В., Пичугин М.К. Особенности мезомасштабного циклогенеза над восточным сектором Евразийской Арктики // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13, № 5. С. 227–237.
  3. Gurvich I.A., Zabolotskikh E.V., Pichugin M.K. Mesoscale cyclones and cold air outbreaks over the eastern part of the Eurasian Arctic using the satellite multisensor mesurements and reanalysis // 13th European Polar Low Working Group meeting 25-26 April 2016, Paris, France.
  4. Rasmussen E.A., Turner J. Polar lows: mesoscale weather systems in the polar regions: Cambridge: Cambr. Univ. Press. 2003. 612 p.
  5. Zabolotskikh E.V., Gurvich I.A., Chapron B. New areas of polar lows over the Arctic as a result of the decrease in sea ice extent // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2015, V. 51, No. 9. P. 1021–1033. (Original russian text © E.V. Zabolotskikh, I.A. Gurvich, B. Chapron, 2015, published in Issledovanie Zemli iz Kosmosa, 2015, No. 2, pp. 64–77).
  6. Zabolotskikh E.V., Gurvich I.A., Chapron. B. Polar Lows over the Eastern Part of the Eurasian Arctic: The Sea-Ice Retreat Consequence // Geoscience and Remote Sensing Letters. 2016. Vol. 13, No. 10. P. 1492-1496. DOI 10.1109LGRS.2016.2593487

Презентация доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

170