Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 216-225
Климатология параметра облачного перекрытия
А.В. Чернокульский
1 , А.В. Елисеев
1, 2 1 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Москва, Россия
2 Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Одобрена к печати: 02.12.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-1-216-225
С использованием спутниковых данных пассивного и активного дистанционного зондирования Земли оценен параметр перекрытия облаков α. Этот параметр характеризует близость перекрытия облачных слоёв к максимальному (α = 1) или случайному (α = 0), а также относительный вклад конвективных и слоистых облаков в общую облачность. При расчёте α для оценки общей облачности использовались данные MODIS и CERES, при этом в обоих случаях для вертикальной структуры облаков были использованы данные CALIPSO. Глобальное среднее значение α равно 0,36 (для данных CERES) и 0,26 (для данных MODIS), что соответствует преобладанию случайного перекрытия облаков. Параметр α меньше над океаном, чем над сушей. Его наибольший годовой ход выявлен в регионах с муссонным климатом. Максимальное перекрытие облаков преобладает в регионах с малым количеством облаков (области субтропических антициклонов над океаном и субтропических и полярных пустынь над сушей). Случайное перекрытие облаков доминирует в регионах с высоким значением общей облачности (внутритропическая зона конвергенции и регионы с повышенной циклонической активностью в умеренных широтах). Для океанических депрессий средних широт отмечены отрицательные значения α, что указывает на наличие в данных регионах минимального (или минимально-случайного) перекрытия облачных слоев вследствие сильной бароклинной неустойчивости и существенных горизонтальных сдвигов облачных слоев.
Ключевые слова: перекрытие облачных слоев, параметр перекрытия облаков, конвективная и слоистообразная облачность, спутниковые данные, максимальное перекрытие, случайное перекрытие, минимальное перекрытие, бароклинная неустойчивость
Полный текстСписок литературы:
- Чернокульский А.В. Ночная и дневная облачность по разным спутниковым данным // Изв. РАН. Сер. геогр. 2015. № 6. C. 48–60.
- Чернокульский А.В., Мохов И.И. Сравнение современных глобальных климатологий облачности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6. № 2. С. 235–243.
- Чернокульский А.В., Мохов И.И. Сравнительный анализ характеристик глобальной и зональной облачности по различным спутниковым и наземным наблюдениям // ИЗК. 2010. № 3. С. 12–29.
- Эзау И.Н., Чернокульский А.В. Поля конвективной облачности в Атлантическом секторе Арктики: спутниковые и наземные наблюдения // ИЗК. 2015. № 2. С. 49–63.
- Barker H.W., Stephens G.L., Fu Q. The sensitivity of domain-averaged solar fluxes to assumptions about cloud geometry // Q. J. R. Meteorol. Soc. 1999. Vol. 125. P. 2127–2152.
- Bony S., Stevens B., Frierson D.M.W., Jakob C., Kageyama M., Pincus R., Shepherd T.G., Sherwood S.C., Siebesma A.P., Sobel A.H., Watanabe M., Webb M.J. Clouds, circulation and climate sensitivity // Nature Geosci. 2015. Vol. 8. No. 4. P. 261–268.
- Chepfer H., Bony S., Winker D., Cesana G., Dufresne J.-L., Minnis P., Stubenrauch C.J., Zeng S. The GCM-Oriented CALIPSO Cloud Product (CALIPSO-GOCCP) // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. D00H16.
- Chernokulsky A.V., Bulygina O.N., Mokhov I.I. Recent variations of cloudiness over Russia from surface daytime observations // Environ. Res. Let. 2011. Vol. 6. No. 3. P. 035202.
- Chernokulsky A.V., Mokhov I.I. Climatology of total cloudiness in the Arctic: An intercomparison of observations and reanalyses // Adv. in Meteorol. 2012. Vol. 2012. Article ID 542093, 15 p.
- Di Giuseppe F., Tompkins A.M. Generalizing Cloud Overlap Treatment to Include the Effect of Wind Shear // J. Atm. Sci. 2015. Vol. 72. No. 8. P. 2865–2876.
- Eastman R., Warren S.G. A 39-Yr Survey of Cloud Changes from Land Stations Worldwide 1971–2009: Long-Term Trends, Relation to Aerosols, and Expansion of the Tropical Belt // J. Climate. 2013. Vol. 26. No. 4. P. 1286–1303.
- Eastman R., Warren S.G., Hahn C.J. Variations in Cloud Cover and Cloud Types over the Ocean from Surface Observations, 1954–2008 // J. Climate. 2011. Vol. 24. № 22. P. 5914–5934.
- Eliseev A.V., Coumou D., Chernokulsky A.V., Petoukhov V., Petri S. Scheme for calculation of multi-layer cloudiness and precipitation for climate models of intermediate complexity // Geosci. Model Dev. 2013. Vol. 6. No. 5. P. 1745–1765.
- Geleyn J.F., Hollingsworth A. An economical analytical method for the computation of the interaction between scattering and line absorption of radiation // Contrib. Atmos. Phys. 1979. Vol. 52. P. 1–16.
- Hogan R.J., Illingworth A.J. Deriving cloud overlap statistics from radar // Q.J.R. Meteorol. Soc. 2000. Vol. 126. P. 2903–2909.
- King M.D., Platnick S., Menzel W.P., Ackerman S.A., Hubanks P.A. Spatial and Temporal Distribution of Clouds Observed by MODIS Onboard the Terra and Aqua Satellites // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2013. Vol. 51. No. 7. P. 3826–3852.
- Li J., Huang J., Stamnes K., Wang T., Lv Q., Jin H. A global survey of cloud overlap based on CALIPSO and CloudSat measurements // Atmos. Chem. Phys. 2015. Vol. 15. No. 1. P. 519–536.
- Mace G.G., Zhang Q., Vaughan M., Marchand R., Stephens G., Trepte C., Winker D. A description of hydrometeor layer occurrence statistics derived from the first year of merged Cloudsat and CALIPSO data // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114. P. D00A26.
- Mace G.G., Benson-Troth S. Cloud-Layer Overlap Characteristics Derived from Long-Term Cloud Radar Data // J. Climate. 2002. Vol. 15. P. 2505–2515.
- Minnis P., Sun-Mack S., Young D.F., Heck P.W., Garber D.P., Chen Y., Spangenberg D.A., Arduini R.F., Trepte Q.Z., Smith W.L., Ayers J.K., Gibson S.C., Miller W.F., Hong G., Chakrapani V., Takano Y., Liou K.-N., Xie Y., Yang P. CERES Edition-2 Cloud Property Retrievals Using TRMM VIRS and Terra and Aqua MODIS Data—Part I: Algorithms // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2011. Vol. 49. No. 11. P. 4374–4400.
- Naud C.M., Del Genio A., Mace G.G., Benson S., Clothiaux E.E., Kollias P. Impact of Dynamics and Atmospheric State on Cloud Vertical Overlap // J. Climate. 2008. Vol. 21. No. 8. P. 1758–1770.
- Soden B.J., Vecchi G.A. The vertical distribution of cloud feedback in coupled ocean-atmosphere models // Geophys. Res. Let. 2011. Vol. 38. No. 12. P. L12704.
- Stubenrauch C.J., Rossow W.B., Kinne S., Ackerman S., Cesana G., Chepfer H., di Girolamo L., Getzewich B., Guignard A., Heidinger A., Maddux B.C., Menzel W.P., Minnis P., Pearl C., Platnick S., Poulsen C., Riedi J., Sun-Mack S., Walther A., Winker D., Zeng S., Zhao G. Assessment of global cloud datasets from satellites: Project and database initiated by the GEWEX Radiation Panel // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2013. Vol. 94. No. 7. P. 1031–1049.