Использование данных арктических обсерваторий IASOA и попутных судовых измерений для валидации спутниковых данных

Международная сеть полярных станций мониторинга долговременных изменений климата Арктики IASOA включает полярные обсерватории, расположенные на Аляске (Барроу), Канадском Архипелаге (Алерт – Еурика), Шпицбергене (Нью-Алесунд), Гренландии (Саммит), в Скандинавии (Паллас и Абиско) и в России (Тикси, Черский). Создание сети обсерваторий, проводящих долговременные гидрометеорологические наблюдения по согласованной программе, с использованием идентичных измерительных комплексов, обусловлено, с одной стороны, необходимостью понять известный феномен полярного усиления, означающий максимальную изменчивость климата именно в полярных районах, с другой стороны - особенной ранимостью экосистемы Арктического региона вследствие воздействий антропогенного и естественного происхождения. Наземные наблюдения в значительной степени способствуют и совершенствованию спутниковых методов. Они чрезвычайно важны для валидации спутниковых данных. В настоящей работе данные полярных обсерваторий, наряду с попутными судовыми измерениями в Арктике используются для валидации методов получения информации о характеристиках облачности, подстилающей поверхности и ее радиационном балансе из космоса. Исследована возможность использования данных спутниковых наблюдений в высоких широтах для определения составляющих радиационного баланса и турбулентных потоков.
В качестве попутных судовых наблюдений использованы данные арктических рейсов по проекту NABOS в период с 2004 по 2015 гг. Для валидации спутниковых данных используется метеорологическая и актинометрическая информация, а также данные специализированных экспериментов. Для сравнения используются расчеты потоков коротковолновой приходящей радиации по данным MODIS и длинноволновой со спутников серии NOAA. Результаты показывают, что спутниковые продукты лучше согласуются с наблюдениями, чем результаты расчетов по численным моделям. Данные о значениях альбедо покрытой льдом и снегом поверхности в видимой и инфракраВидимой и ближней инфракрасной области спектра восстанавливаются по данным AVHRR. Сравнение с результатами измерений альбедо в арктических обсерваториях и в Северном Ледовитом океане показало хорошее соответствие. Метеорологические и микрометеорологические наблюдения были использованы для валидации измерений температуры поверхности и тепловых потоков. Пространственная и временная изменчивость потоков тепла в Арктике сопоставлена с результатами, полученными на основе спутниковых наблюдений в продуктах HOAPS и AOFLUX (для случаев открытой воды).