Исследование процессов быстрой интенсификации тропических циклонов средствами анимационного анализа

Исследование процессов быстрой интенсификации тропических циклонов (ТЦ) – резкого увеличения максимальной скорости ветра на десятки метров в секунду за сутки – сопряжены с существенными трудностями как фундаментального (отсутствие общепринятой модели), так и технического характера. В частности, установлено, что в прогностических целях важно располагать информацией о краткосрочной (порядка 12 часов и менее) предыстории эволюции ТЦ. Однако современные средства оперативного дистанционного мониторинга Земли пока не могут обеспечить исследователей необходимым объемом экспериментальных данных с требуемой пространственно-временной детализацией. В связи с этим при анализе и прогнозе эволюции ТЦ применяются различные ассимиляционные и интерполяционные методики.
В докладе показано, что предложенная авторами ранее методика пространственно-временной интерполяции спутниковых данных на основе анимационного подхода может быть также использована для расчета количественных характеристик, непосредственно связанных с эволюцией ТЦ и его энергетическим балансом. В числе рассмотренных характеристик – потоки скрытого тепла через замкнутые контуры, окружающие ТЦ, а также полное паросодержание атмосферы внутри этих контуров. Та же методика без каких-либо изменений применима и по отношению к полям различных геофизических характеристик океана, в частности, температуры его поверхности (ТПО), часто привлекаемой к анализу и прогнозу эволюции ТЦ.
В докладе приведены некоторые результаты обработки непрерывного ряда спутниковых глобальных радиотепловых наблюдений, охватывающих интервал 27 июля – 26 августа 2000 г. В указанном интервале выделены тропические возмущения, достигшие стадии урагана (тайфуна). В ряде случаев выделенные возмущения претерпевали как фазы быстрой интенсификации, так и фазы последующей диссипации над участками открытой воды (в случае ТЦ Alberto и ТЦ Ewiniar – неоднократно). Для этих случаев анимационный анализ был проведен на всем времени эволюции ТЦ. В других случаях эволюцию ТЦ можно было проследить средствами анимационного анализа лишь частично – до достижения стадии урагана. В совокупности исследованы ТЦ в различных циклоногенерирующих акваториях Мирового океана: в Северной Атлантике ТЦ Alberto (04 – 23 августа), ТЦ Debby (17 – 24 августа); на северо-западе Тихого океана ТЦ Bilis (15 – 24 августа), ТЦ Ewiniar (11 – 18 августа), ТЦ Jelawat (1 – 12 августа); на северо-востоке Тихого океана ТЦ Giema (4 – 11 августа), ТЦ Hector (8 – 20 августа).
Для всех рассмотренных случаев построены и сопоставлены между собой синхронные временные ряды полученных в анимационном анализе оценок потоков скрытого тепла, полного паросодержания, ТПО и независимо измеренных стандартных метеорологических характеристик ТЦ (максимальной скорости ветра, минимального давления). Показано, что независимо от географической принадлежности траектории атмосферных катастроф энергетическая эволюция индивидуального ТЦ тесно связана с конвергентным и дивергентным характером потока скрытого тепла (условно – положительные и отрицательные потоки). В докладе также обсуждены дальнейшие перспективы применения анимационного подхода для анализа и прогноза эволюции ТЦ.