Летний остров тепла Московского мегаполиса по данным метеорологических наблюдений, космических снимков и мезомасштабного моделирования

Работа посвящена сравнению трех популярных современных подходов к изучению эффекта городского острова тепла (ОТ) на примере Московского мегаполиса для летних условий: по данных прямых измерений температуры приповерхностного воздуха на метеорологических станциях (1); по данным дистанционного зондирования Земли из космоса (по тепловых космическим снимкам съёмочной системы MODIS) (2); по результатам моделирования в рамках региональной мезомасштабной модели атмосферы COSMO-CLM, дополненной специальной параметризацией городской поверхности TERRA_URB (Wouters et al., 2016) по методике, изложенной в работах (Варенцов и др., 2017; Varentsov et al., 2018) (3). В рамках I подхода изучается приземный ОТ (в поле температуры приземного воздуха), в рамках II подхода – поверхностный ОТ (в поле температуры подстилающей поверхности), а модель позволяет воспроизводить оба вида ОТ с учетом особенностей заложенной в нее физики.
По итогам исследования выявлены особенности пространственной структуры ОТ Москвы по трем видам данным для дневных, ночных и вечерних условий. Установлено, что модель успешно воспроизводит пространственно-временную изменчивость ОТ Москвы. При этом наглядно продемонстрированы принципиальные различия между поверхностным и приземным ОТ, суточный ход и пространственная структура которых существенно различаются. Это обстоятельство важно учитывать при интерпретации и дальнейшем использовании результатов, полученных по космическими данным, и при их сравнении с результатами, полученными в рамках других подходов. Сильнее всего различия между двумя типами ОТ выражены днем, а вечером и ночью согласие между ними значительно лучше.