Диагностика эволюции интенсивных внетропических циклонов с экстремальным ветром над северной частью Тихого океана

Внетропические циклоны (ВТЦ) играют решающую роль в формировании ежедневной изменчивости погоды в средних и высоких широтах и могут приводить к существенным социально-экономическим последствиям, влияя на судоходство, морскую инфраструктуру и прибрежные регионы. За последние 15-20 лет возрос интерес к процессам, вызывающим экстремальный ветер в интенсивных внетропических циклонах (Mass and Dotson, 2010), которые, как правило, следуют концептуальной модели эволюции Шапиро-Кейзера (Shapiro and Keyser, 1990) и составляют значительную часть наиболее разрушительных случаев зимнего циклогенеза в северной части Атлантического океана (Hart et al., 2017).
В настоящем исследовании рассмотрены выделенные ранее случаи ВТЦ с экстремальным ветром (Пичугин и др., 2022) над северной частью Тихого океана с использованием: спутниковых оценок скорости ветра у морской поверхности, выполненных по данным радиометров WindSat и Soil Moisture Active Passive (SMAP), видимых и инфракрасных изображений, полученных с геостационарного спутника Himawari-8. Данные реанализа ERA5 Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды используются для анализа эволюции погодных систем и их вертикальной структуры в полях температуры, влажности и составляющих скорости ветра. Идентифицированные случаи интенсивных ВТЦ с максимальной скоростью ветра более 40-45 м/с демонстрировали взрывной характер развития со скоростью углубления > 24 гПа/сут и имели нетипично более южную и зонально вытянутую траекторию: центры 9 из 14 располагались южнее 42-й параллели. При благоприятных условиях и наличии теплого влажного воздуха циклогенез мог сопровождаться возникновением мезомасштабной области (менее 100 км) экстремального ветра, называемой Sting Jet (SJ) - наиболее опасной и разрушительной особенности взрывного циклогенеза (Browning, 2003), регулярно наблюдаемой у северо-западного побережья Европы (Hewson and Neu, 2015). SJ проявляется в быстрых нисходящих потоках воздуха вблизи центра ВТЦ в стадии его интенсификации. Спутниковые изображения в тепловом (10.4 – 12.4 мкм) спектре и области поглощения водяным паром (6.2 – 7.3 мкм) также демонстрировали некоторые признаки (Clark and Gray, 2018) развития этого мезомасштабного процесса. Установлено, что при значительной недооценке скорости ветра у морской поверхности выше 20-25 м/с реанализ ERA5 четко воспроизводил очаги сильного ветра с нисходящим движением воздуха в слое 600 – 850 гПа, расположенные южнее центра циклона. Мы предполагаем, что в наиболее интенсивных ВТЦ ERA5 отчасти воспроизводит SJ в нижней тропосфере из-за относительно высокого вертикального разрешения модели (200 - 300 м).
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы научно-исследовательской работы «Технологии дистанционного зондирования Земли и наземных измерительных систем в комплексных исследованиях динамических явлений в океане и атмосфере» (регистрационный номер 121021500054-3)