Пассивное и активное микроволновое зондирование мезомасштабных циклонов над океаном

Мезомасштабные циклоны (МЦ) регулярно образуются над арктическими морями в холодное полугодие. Облачная система МЦ имеет форму запятой или спирали, в окрестности которой наблюдаются организованная конвекция в виде гряд и ячеек. Типичные размеры МЦ – от ста до тысячи километров, время их активного существования – от одного до трех суток. Прохождение циклонов часто связано с интенсивными осадками, сильным ветром, вызывающим дрейф льда, что серьезно влияет на транспортные и рыбопромысловые операции на
море. Несмотря на связанное с ними резкое ухудшение погоды, они далеко не всегда указаны на синоптических картах, что, в частности, обусловлено и редкой сеткой метеорологических станций в этих районах. Поэтому данные спутниковых наблюдений являются основным, а часто и единственным средством для слежения за перемещением и эволюцией МЦ. Современный подход в изучении
МЦ состоит в использовании данных с нескольких спутников, что не только улучшает временное разрешение, но и позволяет количественно оценить параметры этих погодных систем. Важным источником регулярной информации для изучения МЦ являются данные
усовершенствованного микроволнового сканирующего радиометра - Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR-E, спутник Aqua), скаттерометра Seawinds (спутник QuikSCAT), спектрорадиометра MORIS (спутники Terra и Aqua). Перечисленные устройства дистанционного зондирования обладают широкой полосой обзора, улучшенным пространственным разрешением и/или имеют дополнительные спектральные каналы по сравнению с такими сенсорами, как SSM/I, AMSU, AVHRR и др. По яркостным температурам, измеренным
радиометром AMSR-E, восстанавливаются поля паросодержания атмосферы V, водозапаса облаков Q и приводного ветра W с помощью версий алгоритмов, разработанных на основе моделирования переноса микроволнового излучения в системе океан-атмосфера. При разработке алгоритмов используются подготовленная в ТОИ база судовых и островных радиозондовых данных, дополненная модельными профилями водности облаков.
Перспективным инструментом для изучении МЦ над океаном является спутниковая РЛС с синтезированной апертурой (РСА). Наибольший интерес представляют радиолокационные изображения в режиме широкой (405 км) полосы обзора, получаемые усовершенствованной РСА (Advanced Synthetic Aperture Radar – ASAR), установленной на спутнике Envisat, которые позволяют восстанавливать поле приводного ветра с высоким пространственным разрешением. МЦ, для которых имелись изображения РСА, были изучены на основе комплексного анализа изображений MODIS и AVHRR, полей яркостных температур и полей V, Q и W, восстановленных по данным AMSR-E, и
сопутствующей гидрометеорологической информации в виде карт приземного анализа, волнения и ветра. Рассмотрена микроволновые характеристики и эволюция нескольких МЦ, сопровождающих их фронтальных разделов, а также мезомасштабных конвективных гряд и ячеек, которые наблюдались в периоды вторжения холодных воздушных масс над Охотским и Беринговым морями.