Исследование многолетних трендов характеристик облачности в летнее время над Западной Сибирью по спутниковым данным

Глобальное поле облачности является одним из основных компонентов климатической системы Земли. Облака принимают непосредственное участие в различных атмосферных процессах: гидрологическом цикле, радиационном переносе, транспорте аэрозоля. Информация о повторяемости различных типов облачности и ее характеристиках над определенными регионами планеты является маркером преобладающих здесь климатических изменений в системе «атмосфера – подстилающая поверхность». Анализ многолетних трендов физических параметров облаков и их повторяемости позволит оценить устойчивость режима облачности над исследуемыми территориями, а также его взаимосвязь с другими происходящими в этом регионе процессами и явлениями.
Одним из регионов, представляющих интерес с точки зрения происходящих климатических изменений и их обратных связей, является Западная Сибирь (ЗС). Это обусловлено особенностями ее географического положения. Территория ЗС является низменно-равнинной, сильно залесенной и заболоченной. С запада данный регион ограничен Уральскими горами, а с востока Среднесибирским плоскогорьем. С севера и юга ЗС открыта как со стороны Северного Ледовитого океана, так и со стороны степей и лесостепей Казахстана. Эти географические особенности создают предпосылки для блокирования в этом регионе западного переноса за счет проникновения холодных воздушных масс из Арктики и суховеев из средней Азии в зимнее и летнее время соответственно. Поэтому для территории ЗС характерны значительные температурные колебания в течение года, а также продолжительные периоды аномально жаркой или холодной погоды.
В докладе представлены результаты исследований многолетней изменчивости физических параметров различных типов облачности и их повторяемости в летнее время (июнь, июль и август) над ЗС, полученные по данным MODIS с 2001 по 2019 год для различных природных зон: тундра, лесотундра, болота, тайга и лесостепь. Болота (59-64 с.ш.) не относятся к классическим природным зонам, но занимают значительную часть рассматриваемой территории и влияют на различные процессы и климат в ЗС. Рассматриваются оптическая толщина, эффективный радиус частиц, водозапас, высота, давление и температура верхней границы различных типов облаков. Для исследований использовались ежедневные дневные снимки MODIS регионов ЗС с пространственным разрешением 250 м (0,62 – 0,67 мкм), тематические продукты MOD06_L2 и MYD06_L2 с пространственным разрешением 1000 м, содержащие восстановленные характеристики облаков, а также файлы геопривязки MOD03 и MYD03. Для классификации изображений применялся алгоритм, основанный на вероятностной нейронной сети и объединенной летней классификации облачности [1].
Обсуждаются результаты совместного анализа многолетних трендов физических параметров различных типов облачности и других метеовеличин, полученных с помощью наземных и спутниковых наблюдений. Отмечено аномальное отклонение значений повторяемости некоторых типов облачности и ее характеристик в 2010 году, что предположительно можно связать с продолжительным присутствием блокирующих антициклонов над европейской территорией РФ. В целом по ЗС многолетняя изменчивость повторяемости различных типов облачности имеет нейтральный тренд. При этом зафиксировано незначительное снижение повторяемости слоистообразных форм облаков над тундрой и лесотундрой с одновременным увеличением количества конвективной облачности в этих природных зонах.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИОА СО РАН.