ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. №4. С. 161-174

Мультисенсорное спутниковое зондирование зимних циклонов со штормовыми и ураганными ветрами в северной части Тихого океана

Л.М. Митник 1, М.Л. Митник 1, И.А. Гурвич 1, А.В. Выкочко 1, Ю.А. Кузлякина 1, И.В. Чёрный 2, Г.М. Чернявский 2
1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия
2 Научно-технологический центр «Космонит» ОАО «Российские космические системы», Москва, Россия
Циклоническая деятельность над северными частями Атлантического и Тихого океанов часто сопровождается резким ухудшением погоды из-за штормовых ветров и высоких волн. Выход циклонов на сушу приводит к серьезным экономическим потерям из-за сильного ветра и осадков. Оценки полей ветра и волнения в отдельных циклонах и суммарного вклада циклонов в потоки тепла и влаги за холодные периоды являются актуальными задачами, для решения которых наиболее пригодны методы спутникового дистанционного зондирования. Представлены результаты детального анализа спутниковых измерений нескольких циклонов над Тихим океаном в холодные сезоны 2009–2011 гг. При обработке данных радиометра AMSR-E со спутника Aqua определены зоны со скоростью ветра, превышающей 20–25 м/с, которые располагались преимущественно в юго-западном секторе циклонов. Обосновано предложение об использовании этих зон для настройки и валидации алгоритмов восстановления ветра.
Ключевые слова: мультисенсорное спутниковое зондирование, внетропические циклоны, скаттерометры, QuikSCAT, микроволновые радиометры, AMSR-E, МТВЗА-ГЯ, MODIS, CloudSat, алгоритмы, паросодержание атмосферы, водозапас облаков, приводный ветер, multisensory satellite sensing, extratropical cyclones, scatterometers, QuikSCAT, microwave radiometers, AMSR-E, MTVZA-GYa, MODIS, CloudSat, algorithms, total atmospheric water vapor content, total cloud liquid water content, sea surface wind
Полный текст

Список литературы:

  1. Барсуков И.А., Болдырев В.В., Ильгасов П.А. и др. СВЧ-радиометр МТВЗА-ГЯ спутника «Метеор-М» No 1 / Тр. Всероссийской науч.-техн. конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий». М.: Физматлит. 2009. С. 99–107
  2. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М.: Наука, 1974, 187 с
  3. Голицын Г.С., Мохов И.И., Акперов М.Г., Бардин М.Ю. Функции распределения вероятности циклонов и антициклонов в период 1952–2000 гг.: инструмент для определения изменений глобального климата // Докл. АН. 2007. Т. 413. No 2. С. 254–256
  4. Гурвич И.А., Митник М.Л., Митник Л.М. Мезомасштабные вихри над Охотским морем: исследование структуры и параметров по данным спутникового микроволнового и оптического зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6. No 2. С. 111–117
  5. Митник М.Л., Митник Л.М. Восстановление паросодержания атмосферы и водозапаса облаков над океаном по данным микроволнового зондирования со спутников DMSP, TRMM, AQUA и ADEOS-II // Исследование Земли из космоса. 2006. No. 4. C. 34–41
  6. Митник Л.М., Митник М.Л. Алгоритм восстановления скорости приводного ветра по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua // Исследование Земли из космоса. 2011. No 6. С. 34–44
  7. Рудева И.А. О связи количества внетропических циклонов с их размерами // Изв. РАН. ФАО. 2008. Т. 44. No 3. С. 1–7
  8. Bobylev L. P., Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M. et al. Arctic polar low detection and monitoring using atmospheric water vapor retrievals from satellite passive microwave data // IEEE Transactions Geoscience and Remote Sensing. 2011. V. 49. No. 9. P. 3302–3310
  9. Bourassa M.A., Bonekamp H., Chang P. et al. Remotely sensed winds and wind stresses for marine forecasting and ocean modeling // Proc. OceanObs’09: Sustained Ocean Observations and Information for Society Conf. 2010. V. 2. Venice, Italy, eds. J. Hall, D.E. Harrison, D. Stammer, ESA Publication WPP-306
  10. Chang P.S., Jelenak Z., Sienkiewicz J.M. et al. Operational use and impact of satellite remotely sensed ocean surface vector winds in the marine warning and forecasting environment // Oceanography. 2009. V. 22. No. 2. P. 194–207. doi:10.5670/oceanog.2009.49
  11. Chang P.S., Bourassa M., Jelenak Z. Satellite ocean surface vector winds application overview: Research and operations // Proc. IGARSS 2012. Munich, Germany, 22–27 July 2012
  12. Cherny I.V., Mitnik L.M., Mitnik M.L., Uspensky A.B., Streltsov A.M. Оn-orbit calibration of the “Meteor-M” Microwave Imager/Sounder // Proc. IGARSS 2010. P. 558–561
  13. Field P.R., Bodas-Salcedo A., Brooks M.E. Using model analysis and satellite data to assess cloud and precipitation in midlatitude cyclones // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2011. V. 137. P. 1501–1515
  14. Gulev S.K., Zolina O., Grigoriev S. Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data // Climate Dynamics. 2001. V. 17. P. 795–809
  15. Jelenak Z., Chang P.S. NOAA operational satellite ocean surface vector winds – QuikSCAT follow-on mission: User impact study report, 2008. 90 pp. Available online at: http://manati. orbit.nesdis.noaa.gov/SVW_nextgen/QFO_user_impact_study_final.pdf
  16. Jelenak Z., Chang P.S, Sienkiewicz J.M. Wind field distribution within hurricane force extratropical cyclones over North Pacific and Atlantic using QuikSCAT scatterometer measurements. https: // 2012a, ams.confex.com/ams/92Annual/webprogram/Paper202829.html
  17. Jelenak Z., Patoux J., Chang P., Sienkiewicz J. Hurricane force extratropical cyclones trends from ECMWF and Ocean Prediction Center Analysis // International IOWVST Meeting. 2012b, Utrecht, Netherlands
  18. Jzyk P. QuikSCAT analysis of hurricane force extratropical cyclones in the Pacific Ocean // Senior Honors Projects. 2010. Paper 177. http://digitalcommons.uri.edu/srhonorsprog/177
  19. Lee T.F., Bankert R.L., Mitrescu C. Meteorological education and A-train profilers // Bull. American Meteorological Society. 2012. V. 93. No. 5. P. 687–696
  20. Liu Q.H., Weng F.Z., English S.J. An improved fast microwave water emissivity model // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 2011. V. 49. No. 4. P. 1238–1250
  21. Mitnik L.M., Mitnik M.L. Retrieval of atmospheric and ocean surface parameters from ADEOS-II AMSR data: comparison of errors of global and regional algorithms // Radio Science. 2003. V. 38. No. 8065, doi: 10.1029/2002RS002659
  22. Mitnik L.M., Mitnik M.L. AMSR-E advanced wind speed retrieval algorithm and its application to marine weather systems // Proc. IGARSS 2010. P. 3224–3227
  23. Mitnik L.M., Mitnik M.L., Gurvich I.A. Severe weather study in middle and high oceanic latitudes using Aqua AMSR-E // Proc. IGARSS 2008. V. 5. P. 330–333
  24. Mitnik L.M., Mitnik M.L., Zabolotskikh E.V. Microwave sensing of the atmosphere-ocean system with ADEOS-II AMSR and Aqua AMSR-E // J. Remote Sensing Society of Japan. 2009. V. 29. No. 1. P. 156–165
  25. Meissner T., Wentz F.J. The emissivity of the ocean surface between 6 – 90 GHz over a large range of wind speeds and Earth incidence angle // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 2012. V. 50. No. 8. P. 3004–3026
  26. Posselt D., Stephens G.L., Miller M. CloudSat: Adding a new dimension to a classical view of extratropical cyclones // Bull. American Meteorol. Soc. 2008. V. 89. No. 5. P. 599–609
  27. Rudeva I., Gulev S.K. Climatology of cyclone size characteristics and their changes during the cyclone life cycle // Monthly Weather Review. 2007. V. 135. P. 2568–2587
  28. Sienkiewicz J.M., Ahmad K., McFadden G.M. et al. Hurricane force extratropical cyclones // Scatterometer and Climate Meeting. Arlington, VA Aug 19–21. 2009
  29. Ulbrich U., Leckebusch G.C., Pinto J. Extra-tropical cyclones in the present and future climate: A review // Theoretical and Applied Climatology. 2009. V. 96. No. 1–2. P. 117–131
  30. Von Ahn J., Sienkiewicz J., McFadden G. Voluntary observing ship program // Mar. Wea. Log. 2005. V. 49. No. 1. http://www.vos.noaa.gov/MWL/april_05/cyclones.shtml
  31. Zabolotskikh E.V, Mitnik L.M., Shapron B. New approach for severe marine weather study using satellite passive microwave sensing // Gephys. Res. Letters. 2013. V. 40. Issue 13. P. 3347–3489
  32. Zolina O., Gulev S.K. Synoptic variability of ocean-atmosphere turbulent fluxes associated with atmospheric cyclones // J. Climate. 2003. V. 16. P. 2717–2734