Исследование взаимодействия атмосферы и океана методами дистанционного зондирования Земли из космоса

В настоящее время очевидно, что без учета реальных характеристик взаимодействия атмосферы и океана невозможно успешное развитие как моделирования атмосферной циркуляции, так и создаваемых на его основе методов долгосрочного и краткосрочного прогноза погоды и климата. Поэтому мониторинг волновых и обменных процессов в атмосфере становится все более необходимым для понимания природы климатических и погодных явлений на нашей планете и дальнейшего развития гидрологии, метеорологии и океанологии. В докладе представлен обзор и анализ современных методов определения характеристик энерго- и газообмена в системе океан-атмосферы по данным дистанционного зондирования. В настоящее время одним из основных инструментов для расчета вертикальных потоков влаги и тепла над морской поверхностью по данным спутникового зондирования являются разработанные с разной степенью детальности модели вертикального тепло- и влагопереноса в системе "океан-атмосфера". Успешность использования таких моделей существенно зависит от точности задания характеристик подстилающей поверхности. Существуют различные подходы к использованию СВЧ- и ИК- радиометрических данных для оценки тепловых потоков между океаном и атмосферой. Один из них основывается на восстановлении температурного градиента (профиля) в приповерхностном слое океана, величина и знак которого связаны с величиной вертикального потока тепла.
В настоящее время широкое применение получают дистанционные методы исследования гозообмена атмосферы с поверхностью океана. Газообмен в системе океан-атмосфера, как правило, оценивается с использованием соотношений, аналогичных балк-формулам для оценок потоков тепла и влаги. Поток определяется разностью концентраций газа во взаимодействующих средах, умноженной на скорость газопереноса и растворимость газа в морской воде. Для определения потока газа по спутниковым данным необходимо знать концентрации газа в обеих средах и коэффициент газопереноса. Рассматриваются различные методы восстановления этих величин по спутниковым данным для потоков углекислого газа и метана.
Приводятся примеры использования доступных архивов HOAPS и AOFLUX для анализа глобального взаимодействия атмосферы и океана. Наиболее перспективная и эффективная система мониторинга земной атмосферы должна быть основана на совместном использовании наземных, спутниковых наблюдений, а также результатов численного моделирования. В качестве примера такой системы рассмотрены современные реанализы. Дана оценка их достоверности и условий применимости. Приведены примеры использования. Показаны направления развития спутниковых методов исследования взаимодействия атмосферы и океана. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 17-17-01210.