Архив
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2021. Т. 18. № 3. С. 288-297

Внезапное стратосферное потепление в январе 2021 г. по микроволновым измерениям со спутника «Метеор-М» № 2-2

Л.М. Митник 1, 2 , В.П. Кулешов 1, 2 , М.Л. Митник 1 
1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия
2 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 28.04.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-288-297
В работе приведены результаты микроволновых (МВ) измерений возникновения и развития внезапного стратосферного потепления (ВСП) над Северным полушарием. Измерения, выполненные в диапазоне частот ν = 52,8–57,6 ГГц сканирующим температурно-влажностным зондировщиком атмосферы МТВЗА-ГЯ в декабре 2020 г. – феврале 2021 г., дают представление о пространственно-временной изменчивости температуры различных слоёв стратосферы над высокими и умеренными широтами. Анализ временных рядов яркостной температуры Тя(ν) на 10 частотах выявил быстрый (на несколько десятков градусов за неделю) рост температуры средней и нижней стратосферы во время ВСП в январе 2021 г. Рост температуры воздуха T(h) зарегистрирован радиозондами, выпущенными со станций 03005, 04320, 04220, 10113 и 71822, максимальная высота подъёма которых hмакс достигала 30–36 км. По профилям температуры и давления атмосферы от поверхности до hмакс = 70 км, усреднённым в широтном поясе 60–70° с. ш. для зимнего периода (декабрь – февраль), рассчитаны яркостные температуры Тя (ν) и весовые функции на частотах 52,8 ГГц; 53,3; 53,8; 54,64 и 55,63 ГГц и на 5 частотах в области линии поглощения кислорода, центрированной на ν0 = 57,2903 ГГц. Значения Тя (ν) найдены численным интегрированием уравнения переноса МВ-излучения. По временным рядам полей Тя (ν) прослежена эволюция ВСП над Северной полярной областью с 24 декабря 2020 г. по 10 февраля 2021 г. Потепление началось на высотах примерно 30–40 км, а затем распространилось в нижележащие слои стратосферы. Из анализа измерений МТВЗА-ГЯ, сопутствующей оперативной информации о погоде и литературных данных следует, что потепление сопровождалось ослаблением и смещением полярного вихря, резкими отрицательными и положительными аномалиями температуры воздуха у земной поверхности.
Ключевые слова: микроволновый радиометр МТВЗА-ГЯ, «Метеор-М» № 2-2, внезапное стратосферное потепление, январь 2021 г., яркостная температура, пространственно-временная изменчивость, радиозонды
Полный текст

Список литературы:

  1. ГОСТ Р 53460-2009. Глобальная справочная атмосфера для высот от 0 до 120 км для аэрокосмической практики. Росстандарт, 2009. 253 с.
  2. Кулешов В. П., Митник Л. М., Митник М. Л. Глобальные поля яркостной температуры Земли в диапазоне частот 6–190 ГГц по измерениям со спутников «Метеор-М» № 2 и № 2-2 // Тр. Военно-космической акад. им. А. Ф. Можайского. 2020. Вып. 674. Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды. С. 223–228.
  3. Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л. Внезапное стратосферное потепление над Антарктидой в сентябре 2019 г. по данным радиометра МТВЗА-ГЯ со спутника «Метеор-М» № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 7. С. 229–242. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17.
  4. Чернявский Г. М., Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л., Чёрный И. В. Микроволновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника «Метеор-М» № 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 78–100. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-78-100.
  5. Чернявский Г. М., Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л., Стрельцов А. М., Евсеев Г. Е., Черный И. В. Моделирование яркостных температур и первые результаты, полученные микроволновым радиометром MTВЗA-ГЯ со спутника «Метеор-М» № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 51–65. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-51-65.
  6. Afargan-Gerstman H., Domeisen D. I. V. Pacific modulation of the North Atlantic storm track response to sudden stratospheric warming events // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. No. 2. e2019GL085007.
  7. Baldwin M. P., Ayarzagüena B., Birner T., Butchart N., Butler A. H., Charlton-Perez A. J., Domeison D. I. V., Garfinkel C. I., Garny H., Gerber E. P., Hegglin M. I., Langematz U., Pedatella N. M. Sudden stratospheric warmings // Reviews of Geophysics. 2021. V. 59. No. 1. e2020RG000708.
  8. Butler A. H., Seidel D. J., Hardiman S. C., Butchart N., Birner T., Match A. Defining sudden stratospheric warmings // Bull. American Meteorological Society. 2015. V. 96. No. 11. P. 1913–1928.
  9. Butler A. H., Sjoberg J. P., Seidel D. J., Rosenlof K. H. A sudden stratospheric warming compendium // Earth System Science Data. 2017. V. 9. No. 1. P. 63–76.
  10. Charlton-Perez A. J., Ferranti L., Lee R. W. The influence of the stratospheric state on North Atlantic weather regimes // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2018. V. 144. P. 1140–1151.
  11. Domeisen D. I.V., Butler A. H. Stratospheric drivers of extreme events at the Earth’s surface // Communications Earth and Environment. 2020. V. 1. Art. No. 59. URL: https://doi.org/10.1038/s43247-020-00060-z.
  12. Hall R. J., Mitchell D. M., Seviour W. J. M., Wright C. J. Tracking the stratosphere-to-surface impact of Sudden Stratospheric Warmings // J. Geophysical Research Atmospheres. 2021. V. 126. No. 3. e2020JD033881. DOI: 10.1029/2020JD033881.
  13. Hartmann D. Droughts, severe winters and sudden stratospheric warmings // Nature. 1981. V. 293. P. 97–98.
  14. Kidston J., Scaife A., Hardiman S., Mitchel D. N., Butchart N., Baldwin M. P., Gray L. J. Stratospheric influence on tropospheric jet streams, storm tracks and surface weather // Nature Geoscience. 2015. V. 8. P. 433–440. URL: https://doi.org/10.1038/ngeo2424.
  15. King A. D., Butler A. H., Jucker M., Earl N. O., Rudeva I. Observed relationships between Sudden Stratospheric Warmings and European climate extremes // J. Geophysical Research Atmospheres. 2019. V. 124. P. 13943–13961.
  16. Kolstad E. W. Higher ocean wind speeds during marine cold air outbreaks // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2017. V. 143. P. 2084–2092.
  17. Kolstad E. W., Breiteig T., Scaife A. A. The association between stratospheric weak polar vortex events and cold air outbreaks in the Northern Hemisphere // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2010. V. 136. P. 886–893. DOI: 10.1002/qj.620.
  18. L’Heureux M. On the sudden stratospheric warming and polar vortex of early 2021 // Climate.gov. 28.01.2021. URL: https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/sudden-stratospheric-warming-and-polar-vortex-early-2021.
  19. Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Streltsov A. M., Cherniavsky G., Cherny I. Microwave scanner sounder MTVZA-GY on new Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: modeling, calibration and measurements // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2017. V. 10. No. 7. P. 3036–3045.
  20. Mitnik L. M., Kuleshov V. P., Pichugin M. K., Mitnik M. L. Sudden stratospheric warming in 2015–2016: Study with satellite passive microwave data and reanalysis // Proc. IGARSS. 2018. P. 5560–5563. DOI: 10.1109/IGARSS.2018.8517495.
  21. Overland J., Hall R., Hanna E., Karpechko A., Vihma T., Wang M., Zhang X. The polar vortex and extreme weather: The beast from the East in winter 2018 // Atmosphere. 2020. V. 11(6). Art. No. 664. URL: https://doi.org/10.3390/atmos11060664.
  22. Pedatella N. M., Chau J. L., Schmidt H., Goncharenko L. P., Stolle C., Hocke K., Harvey V. L., Funke B., Siddiqui T. A. How sudden stratospheric warming affects the whole atmosphere // Eos. 2018. V. 99. URL: https://doi.org/10.1029/2018EO092441.
  23. Smith K. L., Polvani L. M., Tremblay L. B. The impact of stratospheric circulation extremes on minimum Arctic Sea ice extent // J. Climate. 2018. V.31. P. 7169–7183.
  24. Yamazaki Y., Matthias V., Miyoshi Y., Stolle C., Siddiqui T., Kervalishvili G., Laštovička J., Kozubek M., Ward W., Themens D. R., Kristoffersen S., Alken P. September 2019 Antarctic sudden stratospheric warming: Quasi-6-day wave burst and ionospheric effects // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. e2019GL086577. URL: https://doi.org/10.1029/2019GL086577.