Теплообмен в системе атмосфера-водная поверхность по данным экспериментальных наблюдений и дистанционного зондирования

Экспериментальное исследование взаимодействия атмосферы и водохранилищ интересно и с точки зрения разработки параметризаций для моделей взаимодействия атмосферы и океана. При обозримости бассейна легче проследить за причинно-следственными связями явлений. С одной стороны, мы имеем протяженные акватории, позволяющие существовать разгонам ветров, достаточных для формирования развитого волнения, с другой стороны, при определенных направлениях ветров мы можем исследовать процессы взаимодействия, характерные для прибрежных регионов при береговых ветрах и небольших озер в окружении неоднородного рельефа.
Для анализа используются данные наблюдений, полученных на акватории Горьковского водохранилища в период 2013-2017 гг. Измерения характеристик энергообмена (потоков тепла и импульса), а также сопутствующих метеорологических параметров и температуры водной поверхности проводились с борта судна, для вычисления потоков применялся пульсационный метод с коррекцией движения судна. На основе полученных данных разработана методика определения параметра шероховатости и коэффициентов обмена для небольших неглубоких водоемов. Для расчета потоков по спутниковым данным использовались результаты дистанционных измерений температуры поверхности в различных диапазонах. Сравнение с данными реанализа показало значительное расхождение в измеренных и рассчитанных потоках тепла при разных условиях стратификации, что показывает значительное влияние водохранилища на интегральные характеристики энергообмена. Исследовалась применимость теории подобия Монина-Обухова для расчета турбулентных потоков внутри водоема. Расхождения измеренных и рассчитанных потоков зависят от скорости и направления ветра, стратификации атмосферы, удаления от берега. Разработана методика для оценки потоков явного и скрытого тепла для небольших водоемов с использованием спутниковой информации.