Изменчивость высоты нижней границы облачности в г.Томске по данным наземного дистанционного зондирования

Информация о характеристиках облачности (в частности, о высоте её нижней границы), особенно облаков вертикального развития, необходима для создания надежных моделей климата, уточнения численных прогнозов погоды и обеспечения безопасности полетов воздушных судов [1]. Основными методами получения информации о высоте нижней границы (ВНГ) облачности являются дистанционные измерения с поверхности земли. Наиболее точные измерения с высоким временным разрешением ВНГ облачности проводятся на авиационных метеорологических станциях гражданских (АМСГ) с помощью лазерных облакомеров (преимущественно, облакомеров CL31 и их аналогов), что обусловлено важностью этой информации для авиации [2]. Кроме того, в настоящее время активно разрабатываются методы восстановления информации о ВНГ облачности на основе данных спутникового зондирования [3].
Ранее, в работе [4], были получены оценки изменчивости ВНГ облачности для крупнейших аэропортов Западной Сибири, в том числе для международного аэропорта г. Томска «Богашёво» им. Н.И. Камова. Также в этом исследование было показано, что ВНГ облачности на территории Западной Сибири значительно изменяется как во времени, так и в пространстве. Последнее в значительной степени обусловлено влиянием рельефа и типа подстилающей поверхности. Целью данного исследования является оценка средних значений и характерной изменчивости ВНГ облачности в г. Томске по данным наземных дистанционных измерений, а также сравнение полученных результатов с аналогичными оценками, ранее полученными для аэропорта г. Томска «Богашёво».
В качестве исходных данных были использованы данные измерений ВНГ облачности за период с 2008 по 2023 гг. в геофизической обсерватории ИМКЭС СО РАН (ГО ИМКЭС), расположенной в восточной части г. Томска и удалённой на ~14 км от аэропорта г. Томска «Богашёво». Измерения ВНГ облачности в ГО ИМКЭС выполняются с помощью регистратора высоты облаков РВО-2 в полуавтоматическом режиме с периодичностью 1 ч в светлое время суток (10–19 ч местного времени). РВО-2 позволяет выполнять измерения ВНГ облачности в диапазоне 50–2000 м. Погрешность во всём диапазоне измерений составляет не более ±150 м (до высоты 500 м – не более ±45 м, на высотах 500–1500 м – не более ±90 м). По принципу действия РВО-2 представляет собой импульсный дальномер оптического диапазона (видимый спектр), измеряющий расстояние по вертикали от места установки до нижней границы облачности. РВО-2 состоит из передатчика и приёмника световых импульсов и пульта управления. Для отбора и анализа данных ВНГ облачности дополнительно привлекались данные наблюдений в ГО ИМКЭС за облачностью и атмосферными явлениями, производимых наблюдателями-метеорологами в синхронные сроки.
Проведена обработка и анализ данных ВНГ облачности, зарегистрированных в ГО ИМКЭС. Получены оценки средних значений и характерной изменчивости ВНГ облачности за период исследования. Среднее и медианное значения ВНГ облачности в ГО ИМКЭС составили 614 и 480 м, соответственно. Значения ВНГ облачности, как правило, изменяются в диапазоне (от 5- до 95-процентиля) 190÷1420 м. При этом диапазон наиболее характерных значений ВНГ облачности (от 25- до 75-процентиля) составляет 330÷800 м. Сравнение результатов с аналогичными оценками, ранее полученными для аэропорта г. Томска «Богашёво», показало следующее. Медианные значения ВНГ облачности и размах её характерной изменчивости в ГО ИМКЭС соответственно в 1,4 и 1,5 раза ниже чем в аэропорту.

Исследования поддержаны Российским научным фондом (грант № 21-71-10076, https://rscf.ru/project/21-71-10076).