Дистанционное зондирование тропосферы и конвективные процессы

Мезомасштабные конвективные явления часто связаны с возникновением сильных ливней, гроз и шквалов, которые приводят к серьезным последствиям. Мониторинг и точный прогноз мезомасштабных конвективных явлений представляет собой чрезвычайно сложную задачу, для решения которой необходимо учитывать максимально полную информацию о наблюдаемом состоянии атмосферы и его ожидаемых изменениях. Для мониторинга атмосферных процессов широко используется всепогодная технология с высоким временным и пространственным разрешением - зондирование тропосферы с использованием глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). В основе дистанционного зондирования лежит оценка зенитной тропосферной задержки (ZTD) электромагнитных волн, излучаемых спутником. Интегральное влагосодержание атмосферы (IWV) восстанавливается из тропосферной задержки радиоволн, преобразование учитывает температуру, измеряемую на поверхности Земли. В данной работе решается задача выявления закономерностей связи измеряемых с помощью ГНСС приемников параметров атмосферы с характеристиками конвективных процессов. Для выполнения поставленной задачи были построены ряды зенитной тропосферной задержки и интегрального влагосодержания атмосферы, рассчитанные по наблюдениям ГНСС-приемника в г. Казань за 2009-2021 гг. Для этого были использованы данные реанализа ERA5 о количестве осадков Total precipitation (TP), доступной потенциальной энергии неустойчивости (CAPE) и энергии противодействия конвекции (CIN). Когерентность и синхронность вариаций интенсивности осадков и потенциальной доступной энергии неустойчивости с вариациями зенитной тропосферной задержки наиболее часто обнаруживается на временных масштабах, меньших 4 часов, при этом уровень вейвлет корреляции в большинстве случаев больше 0,8.