Чувствительность определения потоков тепла и влаги по данным дистанционного зондирования в Арктике к выбору алгоритма восстановления ледяного покрова

В настоящее время одним из основных инструментов для расчета вертикальных потоков влаги и тепла над морской поверхностью по данным спутникового зондирования являются разработанные с разной степенью детальности модели вертикального тепло- и влагопереноса в системе "океан-атмосфера". Успешность использования таких моделей существенно зависит от точности задания характеристик подстилающей поверхности. При изучении теплового баланса Арктики, особенно в случае полыней, разводий и молодых льдов, окруженных многолетним ледяным полем, определение вертикальных турбулентных потоков тепла и влаги представляет особую трудность. Это относится прежде всего к определению толщины и сплоченности морского льда. Для восстановления геофизических параметров льда по многоканальным микроволновым измерениям разработаны специальные алгоритмы, в частности, стандартные алгоритмы NasaTeam2 и Basic Bootstrap Algorithm и др. Но большинство алгоритмов дает существенные погрешности при восстановлении ледяного покрова в районах полыней и в прикромочной зоне, т.е. в тех районах, где потоки тепла и влаги наиболее интенсивны и изменчивы. В данной работе предложен алгоритм расчета турбулентных потоков тепла и влаги с использованием информации о температуре и структуре подстилающей поверхности. Для верификации алгоритма используются данные судовых измерений характеристик атмосферы и подстилающей поверхности в прикромочной зоне, полученные в рамках проекта NABOS, и данные реанализов NCEP и ERA-iridium. Для расчетов используются карты ледового покрова, восстановленные по данным пассивного микроволнового зондирования с помощью различных алгоритмов, в том числе алгоритма, разработанного в ИКИ РАН на основе полярных проекций базы данных пассивного микроволнового зондирования системы океан-атмосфера GLOBAL-RT. Сравнение результатов расчетов показывает чувствительность моделей теплообмена в Арктике к выбору алгоритма восстановления ледового покрова. На примере данных реанализов анализируются ошибки стандартных моделей расчета тепловых потоков в зонах с неоднородным ледовым покровом, связанные с неопределенностью задания характеристик поверхности. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 11-05-00679-а, 12-05-01068-а, 11-05-12019-офи-м, гранта Лаборатории им. Отто Шмидта и в рамках гранта Правительства РФ (Договор №11.G34.31.0078) для поддержки исследований под руководством ведущих ученых.