Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 279-287
Сопоставление спутниковых активных и пассивных наблюдений зеркально отражающих слоёв в облаках верхнего яруса
А.В. Скороходов
1 , А.В. Коношонкин
1 1 Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
Одобрена к печати: 12.04.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-279-287
Представлены результаты сопоставления спутниковых активных и пассивных наблюдений зеркально отражающих слоёв в облаках верхнего яруса. При этом использовались данные дистанционного зондирования CALIOP (спутник CALIPSO) за 2006 и 2007 гг., полученные при угле отклонения лидара от надира 0,3°, а также тематические продукты MODIS (спутник Aqua). Найдены пороговые значения коэффициентов отражения и эффективной излучательной способности облаков, разделяющие их на две группы, в первой из которых кристаллы льда расположены хаотически, а во второй — преимущественно ориентированы в горизонтальной плоскости. Определена преобладающая над Томской обл. за рассматриваемый промежуток времени ориентация кристаллических частиц (хаотическая или преимущественно ориентированная) для различных разновидностей облаков верхнего яруса. Обсуждаются результаты и перспективы выделения облаков с зеркально отражающими слоями на полноразмерных спутниковых снимках MODIS.
Ключевые слова: облака верхнего яруса, ориентация частиц, солнечная радиация, спутниковые данные, характеристики облачности, CALIPSO, MODIS
Полный текстСписок литературы:
- Балин Ю. С., Кауль Б. В., Коханенко Г. П. Наблюдения зеркально отражающих частиц и слоев в кристаллических облаках // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 4. C. 293–299.
- Беспалов Д. П., Девяткин А. М., Довгалюк Ю. А., Кондратюк В. И., Кулешов Ю. В., Светлова Т. П., Суворов С. С., Тимофеев В. И. Атлас облаков. СПб.: Изд-во Д’АРТ, 2011. 248 c.
- Винниченко Н. К., Пинус Н. З., Шметер С. М., Шур Г. Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 286 с.
- Кауль Б. В. Оптико-локационный метод поляризационных исследований анизотропных аэрозольных сред: дис. … д-ра физ.-мат. наук. Томск: ИОА СО РАН, 2004. 219 с.
- Коношонкин А. В. Рассеяние света на атмосферных ледяных кристаллах при лазерном зондировании: автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. Томск: ИОА СО РАН, 2017. 43 с.
- Матвеев Ю. Л., Матвеев Л. Т., Солдатенко С. А. Глобальное поле облачности. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 279 с.
- Самохвалов И. В., Кауль Б. В., Насонов С. В., Животенюк И. В., Брюханов И. Д. Матрица обратного рассеяния света зеркально отражающих слоев облаков верхнего яруса, образованных кристаллическими частицами, преимущественно ориентированными в горизонтальной плоскости // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 5. С. 403–411.
- Скороходов А. В., Насонов С. В., Коношонкин А. В. Сопоставление спутниковых пассивных и наземных лидарных наблюдений зеркально отражающих слоёв облаков верхнего яруса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 6. С. 263–271. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-6-263-271.
- Толмачева Н. И. Исследование характеристик турбулентности в облаках и безоблачной атмосфере // Географ. вестн. 2015. Т. 33. № 2. С. 46–55.
- Шакина Н. П. Лекции по динамической метеорологии. М.: ТРИАДА ЛТД, 2013. 160 с.
- Baum B. A., Yang P., Heymsfield A. J., Bansemer A., Cole B. H., Merrelli A., Schmitt C., Wang C. Ice cloud single-scattering property models with the full phasematrix at wavelengths from 0.2 to 100 μm // J. Quantative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2014. V. 146. P. 123–139.
- 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 Geoscience. 2015. V. 8. P. 261–268.
- Eastman R., Warren S. G. Diurnal cycles of cumulus, cumulonimbus, stratus, stratocumulus, and fog from surface observations over land and ocean // J. Climate. 2013. V. 27. P. 2386–2404.
- Fowler L. D., Randall D. A. Liquid and Ice Cloud Microphysics in the CSU General Circulation Model. Part III: Sensitivity to Modeling Assumptions // J. Climate. 1996. V. 9. P. 561–586.
- Konoshonkin A., Borovoi A., Kustova N., Okamoto H., Ishimoto H., Grynko Y., Förstner J. Light scattering by ice crystals of cirrus clouds: From exact numerical methods to physical-optics approximation // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2017. V. 195. P. 132–140.
- Platt C. M. R. Some microphysical properties of an ice cloud from lidar observation of horizontally oriented crystals // J. Applied Meteorology. 1978. V. 17. P. 1220–1224.
- Pressel K. G., Kaul C. M., Schneider T. Possible climate transitions from breakup of stratocumulus decks under greenhouse warming // Nature Geoscience. 2019. V. 12. P. 163–167.
- Sassen K., Benson S. A midlatitude cirrus cloud climatology from the Facility for Atmospheric Remote Sensing: II. Microphysical properties derived from lidar depolarization // J. Atmospheric Sciences. 2001. V. 58(15). P. 2103–2112.
- Skorokhodov A. V., Astafurov V. G., Evsutkin T. V. Application of statistical models of image texture and physical parameters of clouds for their classification on MODIS satellite images // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2019. V. 55(9). P. 1053–1064.
- Winker D. M., Vaughan M. A., Omar A., Hu Y., Powell K. A. Overview of the CALIPSO Mission and CALIOP Data Processing Algorithms // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2009. V. 26. P. 2310–2323.