Тропические циклоны в северо-западной части Тихого океана по данным со спутников GCOM-W1, GPM, Метеор-М № 2 и Suomi NPP

Тропические циклоны (ТЦ) являются одним из наиболее опасных природных явлений, которые сопровождаются человеческими жертвами и большим экономическим ущербом. Существенный вклад в обнаружение, оценку параметров, прогноз интенсивности и траектории ТЦ вносят данные спутникового микроволнового (МВ) зондирования, как пассивного (радиометры), так и активного (различного вида радары). Спутниковые МВ сканирующие радиометры измеряют яркостную температуру Тя(f) уходящего излучения Земли на различных частотах f на одной или нескольких поляризациях в полосе шириной 885-2200 км. По Тя(f) на частотах сканера осуществляется мониторинг перемещения и структуры ТЦ, трансформация которой отражает различные стадии его жизненного цикла. В зоне влияния ТЦ восстанавливаются составляющие влагооборота: паросодержание атмосферы V, водозапас облаков Q и интенсивность осадков R, и параметры поверхности океана: скорость приводного ветра W (волнение) и температура поверхности океана (ТПО) to, востребованные в прогностических схемах и в оперативной деятельности. По измерениям на частотах МВ зондировщика восстанавливаются вертикальные профили температуры и влажности воздуха. Важным для приложений является новый параметр, также восстанавливаемый из Тя(f): интегральное поглощение в атмосфере на частоте 10 ГГц тау(10). Погрешности оценки параметров увеличиваются с ростом тау(10). Основной вклад в величину и изменчивость тау(10) вносит вода, как мелкокапельная (Q), так крупнокапельная (R). При тау(10) > 0.1 оценка W и to по измерениям большинства спутниковых радиометров становится невозможной вследствие уменьшения излучения океана и увеличения излучения атмосферы в регистрируемые на спутнике значения Тя(f). В работе рассмотрены структура и поля параметров в 6 тайфунах над северо-западной частью Тихого океана. Два из них Halong (№11) и Nuri (№20) наблюдались в 2014 г., а четыре - Dolphin (№07), Soudelor (№13), Goni (№15) и Atsani (№16) - в 2015 г. Основными источниками данных о ТЦ были МВ радиометры AMSR2 на спутнике Японии GCOM-W1, ATMS и GMI на спутниках США Suomi NPP и GPM, соответственно, и МТВЗА-ГЯ на спутнике России Метеор-М №2. Эволюция ТЦ прослеживалась также по видимым и инфракрасным изображениям облачности. Восстановленные по данным МВ радиометров поля параметров атмосферы и океана сопоставлялись с данными скаттерометров (ветер), радара DPR (Dual-frequency Precipitation Radar), работающего на частотах 13.6 и 35.5 ГГц (осадки), с картами радиолокационной отражаемости по измерениям допплеровских радаров на побережье, радиозондов (паросодержание атмосферы), с синоптическими картами и с другой доступной информацией. По измерениям радиометров ATMS и МТВЗА-ГЯ на частотах в области поглощения молекулярного кислорода (52-57 ГГц) оценивалась тепловая аномалия в ядрах ТЦ. По экспериментальным данным и результатам моделирования исследована зависимость регистрируемой амплитуды аномалии от характеристик сенсора (частот зондирования, пространственного разрешения) и от параметров ТЦ (давления в центре, размера глаза и др.). Важным дополнительным источником количественных сведений о ТЦ могут быть данные радара CPR (Cloud Precipitation Radar) на спутнике Cloudsat, что следует из сопоставления измерений с этого спутника через глаз ТЦ Dolphin с полями облачности и водяного пара по данным VIIRS со спутника Suomi NPP и AMSR2.
Работа выполнена при частичной поддержке гранта 15-I-1-009 о программы «Дальний Восток» на 2015−2017 гг. и соглашения ТОИ ДВО РАН с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA.