Циркуляция скрытого тепла в атмосфере Земли: анализ 15 лет радиотепловых спутниковых измерений

Климатическая система Земли характеризуется определенной асимметрией между северным и южным полушариями. Так, данные наблюдений и модельные расчеты показывают, что северное полушарие в среднем на несколько градусов теплее южного [1]. Большая совокупность факторов, относительный вклад которых может меняться во времени, привлекается к объяснению этой асимметрии: особенности орбиты и наклона оси Земли, неравномерность распределения суши и различия в альбедо поверхности, океанические течения и т.д. Существенную роль в меридиональном переносе тепла играет атмосфера [2]. На фоне общей, в первом приближении симметричной, структуры циркуляции наблюдаются процессы, заметно нарушающие эту симметрию. Так, согласно [3] в северном полушарии общее количество атмосферных осадков превышает испарение влаги с поверхности Земли, а в южном – наоборот. Для поддержания баланса необходимо, чтобы через экватор ежегодно проходило около 1,647•10^16 кг водяного пара, что соответствует потоку скрытого тепла около 1,2 ПВт.
Получение экспериментальных данных о потоках скрытого атмосферного тепла в глобальных климатически значимых масштабах является актуальной и сложной задачей современного дистанционного зондирования. В настоящей работе рассмотрены методика и результаты решения этой задачи с помощью спутникового радиотепловидения [4,5]. Выполненный к настоящему моменту анализ 13 лет (2004 – 2016 гг.) непрерывных спутниковых измерений позволил успешно восстановить ряд качественных и количественных характеристик атмосферной циркуляции скрытого тепла: структуру меридионального переноса с выраженной зоной внутритропической конвергенции, смещение термического экватора примерно к 5° с. ш. Полный поток скрытого тепла через экватор оказался меньше приведенной выше величины, но обнаруживается хорошее соответствие при сопоставлении средних потоков через тропические широты с данными [3]. В то же время, выявлены особенности, требующие дальнейших детальных исследований. В планируемый доклад будут дополнительно включены результаты обработки по данным 2017 г., а также предшествующих уже проанализированному интервалу лет. Вместе с данными расчетов общего меридионального потока скрытого тепла над Мировым океаном будет впервые представлен и проанализирован ряд детальных расчетов для бассейнов Атлантического, Индийского и Тихого океанов по отдельности. Значительное внимание будет уделено возможностям и примерам применения спутникового радиотепловидения для анализа быстроразвивающихся атмосферных процессов, потенциально связанных с наблюдаемой асимметрией атмосферного переноса энергии (глобальный тропический циклогенез, атмосферные реки).
Создание программного обеспечения, примененного для обработки спутниковых данных, частично поддержано грантом РФФИ № 15-07-04422 А.