Динамика сезонной зависимости яркостной температуры ледового щита Антарктиды по данным SSMIS и MIRAS

Антарктида является регионом, в котором отражаются изменения, происходящие в общей циркуляции атмосферы и океана, причем эти изменения прослеживаются в широком спектре масштабов - от короткопериодных локальных гидрометеорологических процессов до глобальных климатических. Изменение климата в Антарктиде может привести к существенному изменению в массовом балансе ледников и, как следствие этого, - изменению уровня мирового океана (Котляков, 2000). Большая протяженность территории Антарктиды, сложный географический ландшафт и суровый климат делают проведение полевых исследований очень сложными, дорогостоящими и во многих случаях невозможными. Учитывая эти факторы, а также крайне разреженную сеть антарктических научных станций, значительная часть которых расположена в прибрежных районах (Antarctic, 2017), большое значение приобретают дистанционные методы исследования антарктического материка (Lubin, Massom, 2007). Эти методы применяются для анализа снегонакопления, баланса массы ледника, изменения границ континента и пр. (Williams et al., 1995; Ferrigno et al., 1998). Несмотря на большое пространственное разрешение, данные пассивного микроволнового зондирования также играют значительную роль при изучении Антарктиды, так как их результаты не зависят от погодных условий, и они обладают хорошим и регулярным временным разрешением (Das et al. 2002; Shuman and Comiso 2002).
В докладе рассмотрена сезонная и межгодовая динамика яркостной температуры снежно-фирновых слоев различных зон Антарктиды на частотах 1.4, 19.35, 22.24, 37, 91.655 ГГц. В качестве региона исследования выбрана Земля Королевы Мод, включающая в себя основные зоны Антарктиды: купол, зону стоковых ветров и прибрежную зону. Представлен анализ сезонных изменений различных климатических характеристик исследуемых зон (температуры воздуха, атмосферного давления, скорости ветра, направления ветра, осадков, процессов таяния, для прибрежных зон – динамики морского льда). Показано, что динамика яркостной температуры всех областей для всех частот прибора SSMIS, в большей или меньшей степени, соответствует динамике температуры воздуха. На частоте 1.4 ГГц (MIRAS) какая-либо динамика яркостной температуры для внутренних материковых областей отсутствует, а величина ее определяется термодинамической температурой глубоких фирновых слоев ледникового щита. Для прибрежных зон яркостная температура на частоте 1.4. ГГц определяется процессами таяния снежного покрова, выпадением осадков и динамикой морского ледяного покрова.
Накопленный материал и полученные результаты позволят выполнить теоретическое моделирование зависимости яркостной температуры снежно-фирновой толщи Антарктиды (Тихонов и др., 2017) от климатических характеристик разных зон и разработать методы оценки снегонакопления по данным спутниковой микроволновой радиометрии.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-05-00164.

Литература:
Котляков В. М. Избранные сочинения. Книга 1. Гляциология Антарктиды. М.: Наука. 2000. 432 с.
Тихонов В.В., Раев М.Д., Шарков Е.А., Боярский Д.А, Комарова Н.Ю. Модель собственного микроволнового излучения снежно-фирновых слоев Антарктиды. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т.14. № 1. С. 200-204.
Antarctic station catalogue. New Zealand, Christchurch: COMNAP and contributors. 2017. 154 p.
Das S. B., Alley R. B., Reusch D. B., Shuman C. A. Temperature variability at Siple Dome, West Antarctica, derived from ECMWF re-analyses, SSM/I and SMMR brightness temperatures and AWS records. // Annals of Glaciology. 2002. V. 34. P. 106–112.
Ferrigno J. G., Williams R. S., Rosanova E., Lucchitta B. K., Swithinbank C. Analysis of coastal change in Marie Byrd Land and Ellsworth Land, West Antarctica, using Landsat imagery. // Annals of Glaciology. 1998. V. 27. P. 33–40.
Lubin D., Massom R. Remote Sensing of Earth’s Polar Regions: Opportunities for Computational Science. // Computing in Science & Engineering. 2007. V. 9. № 1. P. 58-71.
Shuman C. A., Comiso J. C. In situ and satellite surface temperature records in Antarctica. // Annals of Glaciology. 2002. V. 34. P. 113–120.
Williams R.S., Ferrigno J. G., Swithinbank C., Lucchitta B. K., Seekins B. A. Coastal-change and glaciological maps of Antarctica. // Annals of Glaciology. 1995. V. 21. P. 284–290.