Пространственное распределение параметра перекрытия облаков по данным спутниковых наблюдений

Существенная неопределенность моделирования климата связана с воспроизведением облачности в современных глобальных климатических моделях - как микрофизических свойств облаков, так и макрофизических. В частности, различные подходы к определению перекрытия облачных слоев могут влиять на величину потоков радиации в атмосфере. В связи с этим важным представляется оценка параметра облачного перекрытия α, который определяет долю максимального (α = 1) или случайного (α = 0) перекрытия облачных слоев. Этот параметр также может использоваться для диагностики относительного вклада конвективной и слоистой облачности в общее количество облаков.
В данной работе представлена оценка пространственного распределения параметра α на основе совместного использования современных спутниковых пассивных и активных наблюдений. Для оценки величины общего количества облаков использовались данные пассивных наблюдений CERES и MODIS со спутника Aqua (продукты CERES SSF и MODIS 5.1). Для оценки вертикальной структуры облаков использовались активные лидарные наблюдения (лидар CALIOP, база данных CALIPSO-GOCCP). Параметр α расчитывался на основе среднемесячных значений за период с июля 2006 по декабрь 2010.
Согласно полученным результатам, наиболее выраженный годовой ход α отмечен в муссоных регионах, где значение α близко к единице в зимнее время и к нулю летом. Для всей планеты в целом при совместном использовании данных CERES и CALIPSO-GOCCP, значение α составляет 0,36 в июле и 0,38 в январе. В Северном полушарии оно составляет 0,39 и 0,44 соответственно, в Южном - 0,33 (и для июля и для января). Значения α, полученные при совместном использовании данных MODIS и CALIPSO-GOCCP, несколько выше (так как общее количество облаков по данным MODIS больше, чем по данным CERES).
Максимальное перекрытие облаков (α близко к единице) отмечается в регионах с небольшим количеством облаков (области субтропических антициклонов над океаном и субтропических и полярных пустынь над сушей). Случаное перекрытие облаков (α близко к нулю) отмечено в регионах с высоким значением общей облачности (внутритропическая зона конвергенции, регионы с повышенной циклонической активностью в умеренных широтах). Для обширных районов над Южным океаном (в районе 60 градусов южной широты) отмечены отрицательные значения параметра α. Возможно, в данных районах из-за сильной бароклинной неустойчивости и существенных горизонтальных сдвигов облачных слоев, необходимо использовать минимальное (или минимально-случайное) перекрытие облачных слоев.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 12-05-00972-а, гранта Президента РФ МК-3259.2012.5 и партнерства «Глобальная энергия» (договор № МГ-2012/04/1).