Мезомасштабные полярные циклоны над восточным сектором Арктики по данным мультисенсорного спутникового зондирования

Мезомасштабный циклогенез над российскими морями восточного сектора Арктики практически не изучен. Однако такие факторы, как связанное с глобальным потеплением климата таяние арктических льдов, появление сезонности арктического ледяного покрова и усиление меридиональности атмосферной циркуляции, могут способствовать интенсификации мезоциклонической деятельности над этим районом. Характерное для мезомасштабных полярных циклонов (МЦ) резкое ухудшение погоды, опасное для судоходства и народно-хозяйственной деятельности, повышение роли Северного морского пути в развитии народного хозяйства и разработка месторождений арктического шельфа повышают актуальность их изучения над восточным сектором Арктики. Из-за слабой освещенности района стандартными гидрометеорологическими наблюдениями приоритет в этих исследованиях принадлежит мультисенсорным спутниковым измерениям. МЦ исследовались на основе данных мультисенсорного спутникового зондирования за период август-октябрь 2012-2013 гг. Идентификация МЦ осуществлялась по видимым и ИК-изображениям MODIS со спутников Aqua и Terra. Для анализа синоптических условий использовались карты приземного анализа, барической топографии и реанализа. Применение оригинальных алгоритмов восстановления геофизических параметров по данным спутниковых пассивных микроволновых измерений радиометрами AMSR-E (спутник Aqua) и AMSR2 (спутник GCOM-W1) позволило получить количественные оценки паросодержания атмосферы, водозапаса облаков и скорости приводного ветра в условиях мезоциклонической деятельности. Данные микроволновых радиометров о полях приводного ветра дополнялись измерениями скаттерометров ASCAT (спутники MetOp-A и MetOp-B) и OSCAT (спутник Oceansat-2). Комплексный анализ мультисенсорных спутниковых данных и термобарических полей тропосферы выявил примерные районы и синоптические условия мезоциклонической деятельности над морями восточного сектора Арктики. Восточноарктические МЦ в основном наблюдаются вблизи кромки льда или в центральной части старых окклюдированных циклонов. При благоприятных синоптических условиях и под влиянием орографии МЦ возникают вблизи островов или побережья материка. Преобладают МЦ размером ≤ 200 км со спиральной формой облачной системы (≈ 90%), облачные запятые встречаются крайне редко (≈ 10%). Характерные значения паросодержания атмосферы в МЦ составляют 6-8 кг/м2, водозапаса облаков – 0.1-0.2 кг/м2. Интенсивность МЦ в этом регионе значительно ниже, чем в арктических морях, находящихся под отепляющим влиянием Гольфстрима. Скорость приводного ветра в МЦ за исследуемый период не превышала 20 м/с, МЦ со штормовыми (≥ 25 м/с) и ураганными (≥ 33 м/с) ветрами выявлены не были. По имеющимся данным МЦ развиваются на фоне более слабых потоков тепла от морской поверхности и более устойчивой стратификации атмосферы, чем в других регионах мезомасштабного циклогенеза. Необходимо отметить, что полученные результаты о теплообмене в системе океан-атмосфера в условиях мезоциклонической деятельности над восточным сектором Арктики требуют более детального изучения.

Работа выполнена при частичной поддержке ЦКП ДВО РАН “Спутниковый мониторинг Дальнего Востока для проведения фундаментальных научных исследований ДВО РАН”, гранта РФФИ № 13-05-12093-офи_м в рамках соглашения ТОИ ДВО РАН с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA.
В работе использовались данные с магаданской станции ИТЦ СКАНЭКС, полученные и обработанные в Спутниковом центре ДВО РАН − ЦКП Регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН.