Климатология облачности в арктических регионах: сравнение спутниковых и наземных наблюдений и данных реанализа

Проведен сравнительный анализ климатологий общей облачности в полярных регионах Северного полушария (в регионах полярнее 60° с.ш.) по различным данным. Используются данные спутниковых (APP-x, PATMOS-x, ISCCP, MODIS, CERES) и наземных (EECRA) наблюдений, а также данных различных реанализов (NCEP/NCAR, NCEP/DOE, NCEP-CFSR, ERA-40, ERA-Interim, JRA-25, NASA MERRA, NOAA CIRES 20cR). Получены средние значения общего количества облаков над Арктикой при среднегодовом и сезонном осреднении, отдельно для суши и океана. Выявлены регионы, где проявляются наибольшие и наименьшие различия между данными.
Согласно данным наблюдений, количество облаков в Арктике в среднем за год составляет около 0,7±0,03, при этом количество облаков выше над океаном (0,74±0,04), чем над сушей (0,67±0,03).
Согласно данным реанализа количество облаков варьируется в более широких пределах (от 0,48 до 0,88). В целом, межгодовая изменчивость по данным реанализа меньше, чем по данным наблюдений. В летний период количество облаков близко к 0,8, количество облаков над сушей варьируется от 0,64 до 0,74. Зимой различия между данными наблюдений гораздо выше, чем летом.
Общее количество облаков над сушей и океаном в Арктике в зимнее время варьируется от 0.55 до 0.71. Что касается данных реанализа, то в целом в зимнее время количество облаков согласно большинству реанализов больше, чем по данным наблюдений. Летом отмечается обратная ситуация. По данным наблюдений количество облаков больше летом и меньше зимой. По данным реанализа отмечено обратное, главным образом, за счет недооценки облачности в летнее время.
Наибольшие различия между данными наблюдений для среднегодовых и для среднелетних значений проявляются над Гренландией. В зимнее время наибольшие различия отмечены в канадской части Северного Ледовитого океана и в северной части Восточной Сибири, где отмечается наибольшая повторяемость термических инверсий в нижней тропосфере.
Различия между разными данными могут быть обусловлены несколькими причинами. Во-первых, различия вносят отличия в алгоритмах определения облачности в разных данных. Причем, наиболее чувствительна к этому облачность в зимнее время, когда максимальны ошибки при определении облачности (над снежно-ледовой поверхностью в условиях полярной ночи). Также, количество определяемой облачности зависит от времени наблюдений. Кроме того, расчет по каждой базе проводился для разных периодов (не все базы данных имеют временное пересечение). Этот фактор необходимо учитывать при наличии значимого тренда не только облачности, но и площади арктических льдов: в одной и той же базе данных над морской поверхностью в целом диагностируется большее количество облаков, чем над снежно-ледовой поверхностью, где отмечается недооценка облаков из-за низкого яркостного и термического контраста между облаками и поверхностью. Таким образом, сокращение ледовой поверхности может приводить к искусственному тренду в облаках. Однако, наибольшие различия между данными отмечены не в регионах с наибольшим сокращением льдов (Норвежская часть Арктики), а в регионах, где ледовая поверхность практически не меняется.