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)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.D.45

Условия и характеристики продолжительной мезоциклонической деятельности над Японским морем

Гурвич И.А. (1), Пичугин М.К. (1)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Полярные мезоциклоны (ПМЦ) возникают в холодном воздухе над морями высоких и умеренных широт в тылу глубоких циклонов синоптического масштаба. Они вызывают резкое и внезапное ухудшение погоды, которое трудно прогнозировать из-за взрывного характера их формирования и развития. Дальневосточные моря являются одним из регионов активного мезомасштабного циклогенеза в холодное время года. Мезоциклоническая деятельность над Японским морем ввиду его более южного географического положения вызывает особый интерес. Исследования гидрометеорологических характеристик ПМЦ и условий, приводящих к интенсификации мезомасштабного циклогенеза, проводились на основе комплексного анализа мультисенсорных спутниковых измерений, данных реанализов высокого разрешения, синоптических карт приземного анализа и барической топографии. Для идентификации ПМЦ использовались видимые и инфракрасные (ИК) изображения спектрорадиометра MODIS со спутников Terra и Aqua, для более надежной идентификации и оценки продолжительности их жизненного цикла привлекались ИК изображения с геостационарного спутника COMS (сайт Корейской метеорологической администрации) с почасовым шагом. Количественные характеристики на разных стадиях развития ПМЦ были получены посредством обработки измерений радиометра AMSR2 (спутник GCOM-W1) с применением алгоритмов (Митник и др., 2013; Zabolotskikh et al., 2015). Для оценки интенсивности ПМЦ дополнительно использовались поля приводного ветра по данным скаттерометров ASCAT на спутниках MetOp-A/B и модели CFSv2 из оперативного анализа системы прогноза климата Climate Forecast System, Version 2 прогностического центра National Centers for Environmental Prediction (NCEP) в узлах регулярной сетки 0.205°х0.204°. Анализ видимых и ИК изображений MODIS за 15 холодных сезонов (октябрь-апрель 2003-2018 гг.) показал, что за сезон над Японским морем в среднем возникает 36 ПМЦ со скоростью ветра ≥ 12 м/с и преобладающими горизонтальными размерами 100-600 км. Пик мезоциклогенеза приходится на зимние месяцы. Межгодовая изменчивость мезоциклонической деятельности носит колебательный характер. Выявлена значимая корреляция между интенсивностью мезомасштабного циклогенеза (количеством ПМЦ) и продолжительностью холодных вторжений (коэффициент корреляции R = 0.79). Карта распределения повторяемости ПМЦ в начальной стадии развития на сетке 1х1 град. демонстрирует два основных района мезомасштабного циклогенеза. Максимальная плотность распределения ПМЦ фиксируется над юго-западной частью моря − от 25 до 38 ПМЦ/градусный квадрат. В этом районе ПМЦ возникают в основном в зоне конвергенции полярных воздушных масс (the Japan Sea polar air mass convergence zone – JPCZ) и с подветренной стороны г. Чанбайшань (Tsuboki, Asai, 2004). Второй очаг высокой плотности распределения ПМЦ находится над северо-восточной частью моря, вблизи юго-западного побережья Сахалина и северо-западного побережья о-ва Хоккайдо – от 18 до 20 ПМЦ/градусный квадрат. В 60% траекторий ПМЦ доминирует южная составляющая. Над южной частью моря ПМЦ перемещаются на восток-юго-восток вследствие зонального переноса умеренных широт; над его северной частью − на юг, юго-восток под северным воздушным потоком в нижней тропосфере, который усиливается в тыловой (западной) части циклонов синоптического масштаба. Полученные по спутниковым данным статистические характеристики согласуются с результатами японского реанализа JRA-55 (Yanase et al., 2016) и мезомасштабной модели Японского метеорологического агентства JMA 2013 (Watanabe et al., 2018). Региональной особенностью Японского моря является продолжительная мезоциклоническая деятельность, обусловленная аномальной структурой термобарического поля тропосферы. В работе представлен анализ двух случаев мезомасштабного циклогенеза в январе и феврале 2018 г.: при типичном зимнем положении алеутской депрессии с центром над Алеутскими о-вами и при аномальном блокирующем гребне высокого давления над северной частью Тихого океана. ПМЦ развивались в тылу внетропических (южных) циклонов, которые возникают над восточным побережьем Китая, Восточно-Китайским или Желтым морями и перемещаются на северо-восток с океанической стороны Японии (Гурвич и др., 2017). Как правило, при такой синоптической ситуации над Японским морем возникает мезо-α-циклон (Orlanski, 1975), который первоначально перемещается на северо-восток, повторяя траекторию южного циклона, и недостаточно отчетливо выражен в поле облачности. Над северной частью моря ПМЦ развивается по типу быстрого окклюдирования и меняет направление перемещения на юго-запад, а затем на юго-восток. При этом его траектория делает петлю. В тот же временной период над южной частью моря, в зоне конвергенции (JPCZ), формируется серия короткоживущих вихрей мезо-β-масштаба, которые перемещаются с северо-запада на юго-восток. В первом представленном случае, когда центр алеутской депрессии находился над Алеутскими о-вами, а южный циклон перемещался на северо-восток к Берингову морю, мезоциклоническая деятельность над Японским морем продолжалась 5 сут. При этом возникло 2 мезо-α- и 3 мезо-β-циклона с жизненным циклом от нескольких ч до 2 сут каждый. При стационировании аномального высотного гребня над северной частью Тихого океана и связанным с ним продолжительном холодном вторжении мезоциклоническая деятельность продолжалась 17 сут с перерывами на 1-3 сут. За этот время возникло 2 мезо-α- и 8 мезо-β-циклонов с жизненным циклом от нескольких ч до 2 сут, а также один мезо-α-циклон с аномально продолжительным жизненным циклом около 7 сут, что сопоставимо с жизненным циклом циклона синоптического масштаба.


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

Ключевые слова: полярные мезоциклоны, Японское море, спутники, мультисенсорные измерения, паросодержание атмосферы, водозапас облаков, приводный ветер
Литература:
  1. Гурвич И.А., Пичугин М.К., Баранюк А.В., Кулешов В.П. Некоторые особенности мезомасштабного циклогенеза над Японским морем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 4. С. 155–168.
  2. Митник Л.М., 2. Митник М.Л., Заболотских Е.В. Спутник Японии GCOM-W1: моделирование, калибровка и первые результаты восстановления параметров океана и атмосферы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10, № 3. С. 135-141.
  3. Orlanski I. A rational subdivision of scales for atmospheric processes. Bull. Amer. Meteor. Soc. 1975. Vol. 56. P. 527–530.
  4. Tsuboki K., Asai T. The multi-scale structure and development mechanism of mesoscale cyclones over the Sea of Japan in winter // J. Meteorol. Society of Japan. 2004. Vol. 82. P. 597–621.
  5. Watanabe S.-ichi I., Niino H., Yanase W. Composite Analysis of Polar Mesocyclones over the Western Part of the Sea of Japan // Monthly Weather Review. 2018. Vol. 146, No. 4. P. 985-1004.
  6. Yanase W., Niino H., Watanabe S.-ichi I., Hodges K., Zahn M., Spengler T., Gurvich I. Climatology of Polar Lows over the Sea of Japan Using the JRA-55 Reanalysis // Journal of Climate. 2016. Vol. 29, Issue 2. P. 419-437.
  7. Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M., Reul N., Chapron B. New possibilities for geophysical parameter retrievals opened by GCOM-W1 AMSR2 // IEEE J. of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2015. Vol. 8. N. 9. P. 4248-4261.

Презентация доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

173