Методика изучения спектра атмосферной макротурбулентности по данным микроволнового спутникового мониторинга

Сложные по структуре, хаотические и не обязательно хаотические процессы в системе океан – атмосфера охватывают огромный диапазон временных (и пространственных) масштабов. Логично ожидать, что процессы адекватно описываются не одной динамической системой (хаотической или нехаотической), а иерархией динамических систем. С этим хорошо согласуются особенности процесса тропической зоны ЮКЭН (Южное Колебание — Эль–Ниньо), обнаруженные одним из авторов ранее: ЮКЭН может быть композицией стохастической и ряда регулярных компонент. Известно, что предсказание погоды — дело неблагодарное. Уравнения гидродинамики, управляющие климатом, так сложны, что решить их пока не удалось никому (во всяком случае, премию в миллион долларов, объявленную в 2000 г. Институтом Клэя за точное решение этих уравнений, пока не получил никто). Главная проблема, из-за которой невозможно предсказать погоду на длительное время, это сложность структуры природных процессов и, в частности — атмосферная турбулентность, хаотическая завихренность среды. В связи со сказанным выше возрастает роль изучения данных натурных наблюдений. В настоящей работе представлены результаты анализа данных наблюдений (наземных и спутникового мониторинга), характеризующих климатические изменения в разных диапазонах временных масштабов. Методики анализа основаны на математическом аппарате вейвлет–преобразования и идеях теории нелинейных динамических систем (в частности, скейлинговые характеристики процессов помогают отличить странный нехаотический аттрактор от квазипериодичности). Особое внимание уделяется изучению структуры спутниковых данных — глобальных радиотепловых полей, характеризующих влаго- и водозапас тропосферы. В ИКИ РАН по данным микроволнового спутникового мониторинга Земли сформирована многолетняя электронная коллекция глобальных радиотепловых полей планеты GLOBAL–Field, http://www.iki.rssi.ru/asp/. Хорошее пространственно-временное разрешение (0,5*0,5° по поверхности, 2 полных поля в сутки) делает поля пригодными для анализа атмосферных процессов в диапазонах масштабов от суток до 10 лет и от сотни километров до планетарных.