Эволюция Северной полярной шапки и модели глобального потепления в контексте научных задач КЭ Конвергенция.

Хорошо известна крупномасштабная глобальная циркуляционная система а земной атмосферы, включающая трех- ячеистую ( ячейки Хэдли, Фаррела и полярные ячейки) и достаточно медленным термо- и массо-обменом и, таким образом, мезомасштабные явления были исключены из рассмотрения. В последние десятилетия по мере создания чувствительных радиотепловых комплексов, способных функционировать на КА в течении 20-30 лет (например, миссия DMSP), а также разработки сотрудниками ИКИ РАН и ИРЭ РАН методологии спутникового радиотепловидения ситуация в корне изменилась. В частности, показано, что основной энергетический вклад в генезис тропических циклонов вносят экваториальные (материнские) поля водяного пара, и при этом сам тропический циклон является переносчиком связанной с ним полей водяного пара (модель «верблюда») в средние и высокие широты (вплоть до 80 град. с.ш.). Были обнаружены и другие мезомасштабные быстрые процессы как атмосферные фронты, атмосферные «реки». Таким образом, эти процессы являются достаточно сильными и быстрыми механизмами выноса скрытой энергии и влаги из экваториального пояса в средние широты, что влияет на выравнивание воздействия парникового эффекта на термический режим атмосферы планеты, а также в определенной мере формирует региональные климаты арктического региона в северном полушарии (Северная полярная шапка и ее временная эволюция) и приантарктической зоны в южном полушарии
По данным многоканальных радиотепловых наблюдений, полученных со спутников программы DMSP — F08–F17, накоплена многолетняя база данных (БД) GLOBAL-RT, постоянно обновляющаяся в отделе «Исследование Земли из космоса» ИКИ РАН. С использованием полярной версии этой БД были рассчитаны по алгоритму NASA Team 2 (NT2), широко используемому в зарубежной научной литературе, площади покрытия льдом Арктики для областей выше 60° с.ш. По анализу эволюции ледяного покрова Северной полярной шапки (СПШ) за период 1992–2018 гг. были вычислены средние значения площади морского льда для максимального (февраль) и минимального (сентябрь) значения за текущий сезон. Были построены несколько вариантов аппроксимации временных зависимостей минимальной площади морского льда за указанный период и вычислены регрессионные зависимости для полиномов Чебышева различных степеней от первой (модель «линейного тренда») до шестой. Установлено, что используемая в большинстве работ строго линейная регрессия с отрицательным временным градиентом (модель «линейного тренда») для минимального сентябрьского значения снежно-ледового покрытия должна применяться в строго ограниченных временных пределах - с 1996г. по 2014г. В то же время, квадратичная регрессия (нелинейная модель) может быть использована только в пределах с 2007г. по 2018г. На основе корреляционного анализа показано, что временная эволюция снежно-ледового покрова Арктики за период 1992-2040 гг. относится к группе сложных стохастических систем, которые включают в себя, как детерминированные компоненты гармонического типа, так и случайные составляющие с временем корреляции меньше одного года.
В виду того, что траекторно-баллистических особенностей космической станции МКС ( угол наклонения составляет 58 град ), полезная информация может быть получена в полосе, ограниченной +- 60 град, с одной стороны, и, с другой, должна быть проработана алгоритмическая обеспечения комплексной обработки информации о эволюции адвективных потоков скрытого тепла в широком диапазоне пространственно- временных вариаций, получаемых одновременно и со станции МКС и с радиотепловых комплексов миссии DMSP ( NASA).