Рекордное повышение температуры в Восточной Антарктиде в марте 2022 г.: анализ спутниковых микроволновых радиометрических и наземных данных

Результаты микроволнового зондирования из космоса Антарктиды и Южного океана представляют значительный интерес для решения научных и прикладных задач, таких, как оценка влияния различных природных факторов на современные изменения климата, изучение взаимодействия океана, морского льда и атмосферы, моделирование переноса излучения в системе океан – морской и материковый лёд – атмосфера, калибровка спутниковых радиометров и др. По результатам наземных и спутниковых экспериментов и моделирования переноса излучения рассмотрены основные факторы: микроструктура снега (форма и размер зерен, плотность в зависимости от глубины), шероховатость поверхности, вертикальные профили температуры и влажности воздуха, водности и лёдности облаков, влияющие на коэффициент излучения и яркостную температуру Антарктиды в микроволновом (МВ) диапазоне. В работе рассмотрены проявления в спутниковых МВ данных повышения температуры воздуха над значительной частью Восточной Антарктиды 15-23 марта 2022 г. Рекордно высокое потепление было зарегистрировано автоматическими метеорологическими станциями (АМС) и радиозондами, запущенными со станций Casey на побережье Антарктиды и с франко-итальянской станции Concordia на материке. АМС, установленные на высотных станциях "Восток" (78º28' ю.ш., 106º50' в.д., 3489 м), Concordia (75º06' ю.ш., 123 º20' в.д., 3230 м) и Dome CII в Восточной Антарктиде, зарегистрировали рост температуры воздуха у поверхности Т0 на 40 ºС, повышение Т0 на береговых станциях составило примерно 10-15 ºС. Приведены временные ряды температуры и влажности воздуха у поверхности по данным АМС и яркостных температур ТЯ на частотах 23,8, 36,5, 42 и 91,6 ГГц, усредненных по круговой площадке диаметром 200 км с центром на расстоянии ≈ 20 км от станции Concordia. Временные ряды ТЯ за 2019–2022 гг. показывают уникальность потепления в марте 2022 г. Из анализа синоптической информации и спутниковых наблюдений следовало, что резкое потепление было вызвано мощной атмосферной рекой, протянувшейся от Австралии к Антарктиде. Вторжение теплого и влажного воздуха в марте 2022 г. исследовано по результатам зондирования Восточной Антарктиды и прилегающих областей Южного океана микроволновыми радиометрами МТВЗА-ГЯ (спутник Метеор-М № 2-2), AMSR2 (спутник GCOM-W1) и GMI (спутник GPM) до, во время и после процесса. По измерениям яркостных температур ТЯ(ν) на частотах ν в окнах прозрачности атмосферы ≈6-48 и 88-92 ГГц над открытым океаном и данным скаттерометров определены скорость ветра W, водозапас облаков Q и паросодержание атмосферы V в области атмосферной реки, рассмотрена её структура. и оценена изменчивость. Рост яркостной температуры значительной части Восточной Антарктиды был вызван в основном увеличением температуры поверхности и подповерхностных слоёв фирна. Получены оценки вклада атмосферы в изменения ТЯ(ν). На частотах ≈176-190 ГГц в области линии поглощения водяного пара приращение ТЯ(ν) было обусловлено увеличением температуры и влажности тропосферы.