Оценка ветровых условий полуострова Камчатка и Курильских островов по данным спутника NASA SMAP

В последние десятилетия для анализа поверхностных проявлений малых вихревых структур, короткопериодных внутренних волн, речных плюмов в дальневосточных морях России все чаще используются спутниковые радиолокационные изображения (РЛИ) (Lavrova et al., 2003; Андреев, 2019; Атаджанова и др., 2022). Одним из наиболее важных факторов, который влияет на обеспеченность и качество отображаемых процессов на РЛИ, является скорость приводного ветра в диапазоне от 4 до 6 м/с (Атаджанова и др., 2022). Однако для рассматриваемого региона количественные характеристики скорости ветра на сезонном и многолетнем интервалах имеют в основном отрывочный характер. Для проведения данного анализа использование данных наземных метеорологических станций оправдано только для прибрежных районов, в то время как для открытых акваторий на постоянной основе возможно использование только спутниковых измерений. Таким образом, цель данного исследования — количественная оценка и пространственная изменчивость скорости ветра для полуострова Камчатка и Курильских островов по спутниковым данным и их сравнение с in-situ данными с метеостанций.
В настоящей работе для анализа характеристик приводного ветра использовались среднемесячные данные скаттерометра NASA SMAP (англ. Soil Moisture Active Passive, https://podaac.jpl.nasa.gov) с пространственным разрешением 0,25° по широте и долготе за период с марта по август 2015–2021 гг. Дополнительно привлекались данные с ближайших к спутниковым измерениям метеорологических станций Северо-Курильск, м. Лопатка, Петропавловск–Камчатский и Семячик (https://rp5.ru) за тот же период. На основе полученных данных выполнялся расчет средних характеристик скорости ветра и анализ его изменчивости на акватории для отдельных сезонов и лет. Для оценки качества спутниковых измерений в прибрежных районах выполнялся корреляционный и регрессионный анализ.
По результатам исследования выявлено, что в марте положение первичного острова многолетнего максимума скорости ветра (13,5 м/c) территориально располагается в районе между Северными Курилами и Авачинским заливом. В апреле максимальные значения скорости, диапазон которых колеблется от 8 до 10 м/с, располагаются в том же регионе. При этом, остров минимума (3,5 м/с) в оба месяца находится в Кроноцком заливе, в редких случаях распространяясь и на акваторию Авачинского залива. Подобные внутрисезонные изменения положения островов ветра объясняются влиянием смещающегося на юго-запад Алеутского минимума и усилением его северо-восточной циркуляции за счет действия зимнего Камчатского муссона (Гидрометеорология…, 1999). К июлю во всем рассматриваемом регионе среднее многолетнее значение скорости ветра меняется в пределах от 4 до 6 м/c, что связано со сменой ветрового режима в этот период за счет ослабления зимнего муссона и замене его на летний. В августе за счет окончания влияния дальневосточной депрессии скорость ветра остается в том же диапазоне, локально увеличиваясь до 6–8 м/c.
Установлено, что регистрация поверхностных проявлений на РЛИ (скорость ветра <6 м/с) возможна только с мая в районах Кроноцкого и Авачинского залива, а с июня — в области Северных Курил и юго-восточной части Камчатского полуострова. Регрессионный анализ показал, что функциональная связь наблюдается только между спутниковыми измерениями и in-situ данными метеостанции м. Лопатка, что подтверждается высоким коэффициентом детерминации (R2 =0,7). Для остальных станций линейная связь между двумя переменными отсутствует (R2 <0,5), что может быть связано с различными видами подстилающей поверхности вблизи метеостанций и открытой акваторией Тихого океана.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 23-17-00174
(https://rscf.ru/project/23-17-00174/)