Микроволновая система мониторинга быстроменяющихся процессов в зонах зарождения тропических ураганов

Развита методика определения температурных и влажностных характеристик атмосферы, основанная на сочетании данных станционных (буйковых) метеорологических и гидрологических измерений с данными спутниковых СВЧ-радиометрических измерений, которая обеспечивает высокую частоту зондирования температурно-влажностных характеристик атмосферы на различных ее горизонтах. С помощью данной методики выполнен анализ реакции характеристик системы океан-атмосфера (СОА), связанных с процессами энергообмена в системе, на прохождение мощного ТЦ Katrina в августе 2005 г. во Флоридском проливе в районе станции SMKF1, а также анализ поведения системы в период времени, предшествующий зарождению, развитию и угасанию ТЦ Humberto в сентябре 2007 г. в Мексиканском заливе в районе станции 42019.
Показано, что такие характеристики как температура, влажность, давление воздуха на различных высотах, интегральное влагосодержание атмосферы, потоки явного, скрытого тепла и импульса на границе раздела воды и воздуха, наконец, радиояркостная температура СОА четко реагируют на прохождение тропических циклонов (как в случае с ТЦ Katrina) и на зарождение и их развитие (случай с ТЦ Humberto). Например, во время прохождения ТЦ Katrina в точке SMKF1 Флоридского пролива вариации влажности воздуха составили 5.5 мб, 2 мб и 0.5 мб на высотах 10, 1000 и 10000 м, соответственно, а интегральное влагосодержание атмосферы изменилось на 2 кг м-2. Средние значения потоков тепла, влаги и импульса на стадии, предшествующей появлению ТЦ Humberto (9-12 сентября), составляли 15 Вт м-2, 200 Вт м-2 и 0.08 Н м-2, соответственно, а максимальные значения этих параметров во время его развития в полдень 12-го сентября достигали 80, 600 Вт м-2 и 0.2 Н м-2. Наблюдались значительные вариации измеренной СВЧ-радиометром AMSR-E спутника EOS Aqua яркостной температуры СОА в период развития циклона, которые максимальны на вертикальной поляризации и составляют ~ 80 Кельвинов (К) на длине волны 0.82 см (на частоте 36.5 ГГц), ~60 К на длине волны 1.6 см (18.7 ГГц), ~50 К на длине волны 1.26 см (23.8 ГГц). Для сравнения, яркостные контрасты СОА в Ньюфаунлендской энергоактивной зоне Северной Атлантики, вызываемые среднеширотными циклонами, варьируют на этих длинах волн от 30 до 40 К.
Работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра (МНТЦ), грант №3827.