Применение данных спутника CloudSat для исследования структуры мезомасштабных конвективных систем над югом Западной Сибири

На юге Западной Сибири отмечается повышенная повторяемость мезомасштабных конвективных систем. Их исследованию на сегодняшний день уделено недостаточное внимание. В частности, нет полного понимания вертикальной структуры МКС над данной территорией.
Целью работы является анализ вертикальной структуры мезомасштабных конвективных систем над югом западной Сибири по данным спутника CloudSat.
Для исследования были отобраны случаи прохождения МКС, совпадающие с пролётами спутника CloudSat, на юге Западной Сибири за период 2009–2019 гг. Отбор случаев проводился с использованием данных портала EOSDIS Worldview. Для отобранных случаев МКС были получены данные спектрорадиометра MODIS (спутник Aqua) и продуктов второго уровня обработки, получаемые на основе измерений радара CPR (спутник CloudSat). Всего было рассмотрено 15 случаев.
В ходе обработки данных были построены тематические изображения: спутниковые изображения МКС в видимой части спектра, вертикальные профили радиолокационной отражаемости (Z) и водности (Q) в пределах отобранных случаев МКС. Также были рассчитаны статистические характеристики изменчивости исследуемых величин внутри МКС.
Было отмечено, что в верхней половине МКС происходит «слияние» радиоэха от множества входящих в него конвективных (грозовых) ячеек и образуется единое радиоэхо с горизонтальной протяжённостью ~50 км и более. В нижней половине МКС, наоборот, фиксируются отдельные "отроги" радиоэха, связанные с нисходящими потоками и зонами ливневых осадков из отдельных конвективных ячеек, входящих в состав МКС.
Высота верхней границы, радиолокационная отражаемость и водность МКС значительно превосходят аналогичные параметры, характерные для одиночных кучево-дождевых облаков.
Среднее значение Z по данным спутникового радара CPR в МКС составляет -2,6 дБ. Типичный диапазон изменения Z (от 25 до 75 процентиля) составляет -13÷10 дБ Максимальное зарегистрированное значение радиолокационной отражаемости – 22,1 дБ.
Среднее значение водности в МКС составляет 0,51 г/м3, типичный диапазон её изменения – 0,2÷0,8 г/м3, а максимальное значение – 3,2 г/м3.
Полученные оценки могут быть применены при создании численных моделей конвективной облачности и её организованных скоплений, а также для создания новых методов обнаружения оценки характеристик МКС с помощью искусственных спутников земли.

Исследования поддержаны грантом Президента РФ (МК-489.2020.5).