Мультисенсорное спутниковое зондирование зимних циклонов со штормовыми и ураганными ветрами в северной части Тихого океана

Прохождение циклонов над северными частями Атлантического и Тихого океанов часто сопровождается резким ухудшением погоды из-за штормовых ветров и высоких волн. Выход циклонов на сушу приводит к серьезным экономическим потерям из-за сильного ветра и осадков. Эти циклоны переносят энергию и влагу на север. Картирование полей ветра и волнения и оценки потоков тепла и влаги, как отдельных циклонов, так и их суммарного вклада за холодный период является актуальной задачей, для решения которой наиболее пригодны методы спутникового дистанционного зондирования. В частности, анализ полей ветра в циклонах, полученных по данным скаттерометра QuikSCAT, показал, что штормовые условия наблюдаются значительно чаще, чем считалось ранее, и чаще поздней осенью и зимой. Их продолжительность составляет в среднем 24 часа и меньше. Штормовые условия отмечаются в определённых секторах циклонов, а площадь штормовых ветров может достигать десятков тысяч квадратных километров. Для изучения эволюции циклонов над северной частью Тихого океана и оценки параметров океана и атмосферы в области их действия в работе применяется совместный анализ различных видов спутниковой информации. Эволюция структуры облачности рассматривается по последовательности видимых и инфракрасных изображений, полученных спектрорадиометром MODIS со спутников Terra и Aqua, радиометром AVHRR со спутников серии NOAA, японским (MTSAT-1R) и корейским (COMS) геостационарных спутников. Интегральные параметры атмосферы – её паросодержание и водозапас облаков – определялись по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua. Типы облаков и их вертикальная структура оценивались по данным радиолокатора CPR на спутнике CloudSat. Поля приводного ветра восстанавливались по измерениям AMSR-E, поляризационного радиометра WindSat и скаттерометров QuikSCAT и ASCAT. Представлены результаты детального анализа циклонов в сезоны 2010-2012 гг. Выделены зоны со скоростью ветра W до 30-35 м/с, которые располагались преимущественно в юго-западном секторе циклонов. Предложено использовать эти зоны для настройки и валидации алгоритмов восстановления ветра, поскольку при умеренных значениях паросодержания атмосферы и водозапаса облаков погрешность оценки W мала. Количественные сведения о полях параметров океана и атмосферы в области циклонической активности могут быть использованы в исследованиях климата и применены для совершенствования прогноза циклонов и уменьшения ущерба при их выходе на сушу.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-05-10033-к, ФЦП "Мировой океан" и соглашения ТОИ ДВО РАН с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA. Авторы благодарят JAXA за предоставление данных AMSR-E.