Влияние тропических циклонов на верхний слой океана: спутниковые микроволновые наблюдения и моделирование

Представлены результаты исследования отклика верхнего слоя океана на прохождение тропических циклонов (ТЦ) Игнасио, Химена и Кило, проходивших одновременно в центральной и восточной частях Тихого океана в августе – сентябре 2015 года. Поля ветра для этих ТЦ были получены по данным микроволновых радиометров - ESA Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP) и JAXA Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR-2). Для анализа полей температуры поверхности океана (ТПО) был использован спутниковый продукт среднесуточной ТПО MW OISST, представляющий собой результат оптимальной интерполяции данных различных микроволновых радиометров. Спутниковые наблюдения были дополнены данными наблюдений за ураганами Best Track и климатическими данными о вертикальной стратификации океана WORLD OCEAN ATLAS 2013 version 2. Аномалии ТПО, образованные каждым из трех циклонов, были определены как разность между последовательными суточными полями ТПО. Характеристики аномалий ТПО, - максимум, ширина и смещение аномалии ТПО от траектории ТЦ, были проанализированы как функции параметров ТЦ (максимальная скорость ветра и его радиус, скорость перемещения) и условий окружающей среды (параметр Кориолиса и стратификация океана). Установлены и параметризованы эмпирические зависимости характеристик аномалий ТПО от параметров ТЦ и фоновых характеристик океана.
Спутниковые измерения были проинтерпретированы с помощью упрощенной аналитической модели отклика океана на движущийся ТЦ. Модель применена для воспроизведения спутниковых измерений аномалий ТПО, вызванных тремя исследуемыми ТЦ. Эти ТЦ, перемещаясь над океаном в условиях значительного изменения параметров окружающей среды (стратификация океана, параметр Кориолиса), также продемонстрировали изменчивость их собственных параметров, - скорость перемещения и радиальное распределение скорости ветра. Таким образом, изменчивость параметров, определяющих формирование следов ТЦ в поле ТПО, была значительной, что привело, в свою очередь, к сильной изменчивости наблюдаемых характеристик следа ТЦ. В целом модель продемонстрировала свою способность воспроизводить наблюдения на количественном уровне, воспроизводя, в частности, правильные тенденции изменений аномалий ТПО, вызванные изменчивостью окружающей среды и интенсивностью ТЦ.
Данная работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект №17-⁠77-⁠30019) в Российском государственном гидрометеорологическом университете.