Зависимость перепада температуры в термическом скин-слое от различных факторов на основе сопоставления данных приборов на геостационарных орбитах и термодрифтеров

Одной из наиболее актуальных задач в современной океанологии является сопоставление дистанционных и контактных данных. Дистанционное зондирование имеет ряд неоспоримых преимуществ. Тем не менее, без контактных наблюдений корректная интерпретация данных спутниковых приборов достаточно проблематична, а порой невозможна. Кроме того, контактные измерения дают возможность получить информацию не только о поверхности океана, но и картину вертикального распределения различных характеристик вод.
В представленной работе проведен сравнительный анализ данных высокого временного разрешения сканера SEVIRI и термодрифтеров за многолетний период. Сравнение временной изменчивости (вычисление СКО, разницы средних значений, коэффициентов корреляции, коэффициентов регрессии) показала хорошее согласование сопоставляемых данных.
При исследовании скин-слоя и скин-эффекта чаще всего рассматривается разница температуры непосредственно самого скин-слоя и т.н. объемной температуры (температуры обычно измеряемой контактными датчиками на глубине 0.05-1м).
В настоящей работе для исследования процессов в термическом скин-слое рассматривалась разность ТПМ по данным SEVIRI и температуры на первом горизонте по данным термодрифтеров (далее dT). Анализ связи dT с различными факторами позволил определить ряд достаточно хорошо выраженных зависимостей.
В условиях, когда полный поток тепла направлен из атмосферы в море (в теплый период года), происходит прогрев приповерхностного слоя, значения температуры воздуха велики (от +18 °С и выше), при малых скоростях ветра (до 4 – 6 м/с) dT принимает максимальные по модулю отрицательные значения ((-0.8) °С - (-0,9) °С). Вероятнее всего, так проявляется отрицательный скин-эффект («холодная пленка»). С увеличением скорости ветра происходит снижение абсолютных значений dT, что связано с разрушением скин-слоя. В холодный период года, (происходит остывание вод приповерхностного слоя), полный поток тепла направлен из моря в атмосферу, температура воздуха минимальна, dT принимает наибольшие положительные значения. Зависимость dT от разности температур полностью согласуется с вышеизложенной картиной.
Определена зависимость dT от времени суток и скорости ветра. Наибольшие по модулю отрицательные значения dT при малых скоростях ветра приходятся на послеобеденные часы, когда дневной прогрев достигает наибольшей интенсивности, а скин-слой наиболее развит. Утром, а также при высоких значениях скорости ветра абсолютные значения dT принимают наименьшие значения, что связано с разрушением скин-слоя, вызванным ночной конвекцией и влиянием ветра.
Также наблюдается зависимость dT от потоков скрытого тепла и непосредственно связанной сними относительной влажности. Наибольшие отрицательные по модулю значения dT (при слабых ветрах) наблюдаются при минимальных значениях потоков скрытого тепла (~ (-50) Вт/м2 и ниже), процесс испарения наименее интенсивен, а относительная влажность максимальна (85% - 90%). Столь хорошо выраженная зависимость dT от относительной влажности, может быть связана с недостатками проведенной атмосферной коррекции, для которой поправка на относительную влажность – одна из самых существенных.
Валидация данных сканера SEVIRI и данных термодрифтеров выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта 19-35-90084. Оценка суточного хода температуры выполнена в рамках гранта РФФИ 20-35-70034. Исследование зависимости перепада температуры в приповерхностном слое от различных факторов выполнена в рамках государственного задания по теме №0555-2019-0001.