Сопоставление космических, наземных и модельных температурных данных в рамках изучения городского климата Москвы и городов Российской Арктики

Городской климат требует пристального внимания со стороны научного сообщества, так как проблемы, связанные с климатом городов, оказывают влияние на значительную часть населения Земли. Данных, характеризующих пространственную дифференциацию температуры воздуха и земной поверхности, становится всё больше, в связи с чем необходима работа по их сопоставлению и выявлению границ их применимости.
Рассмотрены результаты сопоставления космических данных высокого и низкого пространственного разрешения (космические снимки Landsat и MODIS), данных мезоклиматического моделирования и наземных измерений в пределах Москвы и некоторых городов Российской Арктики. Москва выбрана как крупнейший мегаполис нашей страны, обеспеченный густой сетью наземных температурных данных. Выбор для исследования арктических городов связан с удобством организации наземной сети наблюдений и выраженно компактным характером застройки. В качестве региональной климатической модели использована COSMO-CLM. Наземная сеть наблюдений представлена государственными метеостанциями, метеостанциями аэропортов, автоматическими станциями контроля загрязнения атмосферы ГПБУ «Мосэкомониторинг», автоматическими метеостанциями и температурными датчиками iButton.
Выявлено, что значения температуры, рассчитанные по данным Landsat и MODIS в целом согласуются, однако поле рассчитанных значений температуры не согласуется с полем температуры воздуха. Модель адекватно воспроизводит температуру воздуха и её суточную изменчивость, при этом согласие между температурой поверхности по данным модели и по космическим данным хуже и сильно зависит от параметров городской среды в модели. Зимой в высоких широтах пространственное распределение температуры воздуха и поверхности в значительной степени согласовано даже в дневные часы. Это упрощает задачу сопоставления результатов микроклиматических исследований, выполненных по данным прямых измерений и космических снимков, и открывает перспективы использования космических снимков высокого пространственного разрешения.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-05-00715 А.