Использование данных геостационарного спутника MSG для исследования характеристик атмосферных движений глобального и регионального масштаба

Динамические характеристики атмосферы (вектор скорости ветра, коэффициент турбулентной диффузии) являются ключевыми метеорологическими параметрами, используемыми для прогноза погоды, расчета миграции атмосферных примесей и решения многих других фундаментальных и прикладных задач метеорологии. Описан разработанный нами метод определения динамических характеристик атмосферы по спутниковым снимкам, основанный на использовании в качестве трассеров неоднородностей поля концентрации консервативной примеси и применении корреляционно-экстремальных алгоритмов. В отличие от широко применяемых за рубежом методов, он позволяет определять не только вектор горизонтальной скорости ветра, но и завихренность (ротор скорости) и коэффициент турбулентной диффузии. Программные средства, реализующие этот метод, позволяют полностью автоматизировать определение указанных динамических характеристик атмосферы.

Метод был применен для определения динамических характеристик средней тропосферы по информации о собственном излучении атмосферы, принимаемом в каналах водяного пара (5.35-7.15 мкм и 6.85-7.85 мкм) радиометра SEVIRI геостационарного европейского спутника MSG (Meteosat Second Generation). Высокое пространственное (3 км) и временное (15 мин) разрешение спутниковых снимков позволяет использовать разработанный метод для исследования не только макромасштабных (общая циркуляция атмосферы, циклоны, антициклоны), но и мезомасштабных (фронты, ураганы, кластеры) процессов.

На основе проведенных расчетов полей атмосферных движений выявлены области средней тропосферы, в которых процессы турбулентной диффузии преобладают над процессами горизонтального ламинарного переноса. Показано, что расчет традиционными методами вектора горизонтальной скорости ветра в таких областях приводит к большим ошибкам и не отражает реальную ситуацию. Рассмотрена возможность применения разработанного метода для восстановления поля ветра по данным излучения в полосе поглощения озона (9.38-9.94 мкм).