Особенности турбулентного теплообмена между атмосферой и поверхностью
Японского моря в холодный сезон по данным спутникового мультисенсорного
зондирования и реанализа

Работа посвящена исследованию разномасштабных особенностей турбулентного теплообмена между атмосферой и поверхностью Японского моря в холодный сезон (ноябрь 2007 – март 2008). В оценке вертикальных потоков явного (S) и скрытого (LE)тепла использовались данные реанализа европейского центра среднесрочных прогнозов ERA-Interim с пространственным разрешением 0.25-град. и арктического реанализа Arctic System Reanalysis (ASR), основанного на адаптированной к арктическому бассейну региональной прогностической модели WRF с горизонтальным разрешением 30 км. Также в работе по балк-формулам Coupled Ocean–Atmosphere Response Experiment (COARE, version 3) рассчитывались среднесуточные потоки S и LE с использованием данных спутникового мультисенсорного зондирования. Поля скорости приводного ветра (W) с разрешением 0.25-град. получены на основе синтеза измерений скатерометров SeaWinds (спутник QuikSCAT) и ASCAT (спутник MetOp-A) и микроволновых радиометров AMSRE (спутник Aqua), SSM/I (спутники F13-F17) и WindSat (спутник Coriolis), что позволило увеличить количество измерений W над Японским морем до 6 – 18 изм. в сутки. Преимущество такого подхода отражается в более объективном учете прибрежной орографии, заметно влияющей на ветровой режим северо-западной части моря зимой, и мезомасштабных полярных циклонов, регулярно наблюдающихся в холодный сезон года. Температура поверхности воды (ТПО) взята из массива Microwave plus Infrared Optimally Interpolated sea surface temperature (MWIR OI SST), содержащего данные как микроволновых, так и инфракрасных спутниковых измерений. Массив разработан научно-исследовательским центром Remote Sensing Systems (RSS) и содержит глобальные поля ТПО в узлах регулярной сетки 9х9 км. Высокое пространственное разрешение обеспечило более детальное рассмотрение районов субарктического фронта, пересекающего все Японское море. Температура и влажность воздуха у морской поверхности были получены из американского реанализа National Centers for Environmental Prediction (NCEP) Climate Forecast System Reanalysis (CFSR), содержащего поля метеорологических характеристик с разрешением 0.31-град.

Оценки турбулентного теплообмена у поверхности Японского моря, полученные по спутниковым измерениям, и взятые из реанализов ERA-I и ASR, показали, что в холодный сезон вертикальные потоки явного и скрытого тепла характеризуются высокой пространственной неоднородностью. Однако области локальных максимумов и минимумов турбулентных потоков из реанализов более сглажены. Также в полях S и LE, рассчитанных по спутниковым данным, вдоль побережья северо-западной части моря выделяются зоны интенсивной теплоотдачи в атмосферу. Наиболее вероятно эти области формируются под действием орографических струй ветра, наблюдающихся во время холодных вторжений. Ширина таких орографических струй не превышает 100 км, однако они распространяются на несколько сотен км вдоль основного потока воздушной массы, образуя полосы сильного/штормового ветра до 20 – 25 м/с.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №13-05-12093_офи_м, ДВО РАН №14-III-B-07-166 и ЦКП ДВО РАН «Спутниковый мониторинг Дальнего Востока для проведения научных исследований ДВО РАН».