Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
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. 2023. Т. 20. № 2. С. 246-261

Спутниковые микроволновые радиометрические измерения экстремального повышения температуры в Восточной Антарктиде в марте 2022 года

Л.М. Митник 1 , В.П. Кулешов 1 , М.Л. Митник 1 , А.В. Баранюк 1 
1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия
Одобрена к печати: 07.12.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-246-261
Приведены результаты зондирования Восточной Антарктиды и прилегающих областей Южного океана микроволновыми спутниковыми радиометрами МТВЗА-ГЯ на частотах ν = 10–190 и AMSR2 на ν = 6–89 ГГц во время вторжения тёплого и влажного воздуха (атмосферной реки — АР) из района Тасмании в марте 2022 г. Потепление воздуха у поверхности, обусловленное АР, было зарегистрировано автоматическими станциями погоды (англ. Automatic Weather Station — AWS) на побережье и на высотных станциях «Восток», Concordia и Dome CII в Восточной Антарктиде. Изменчивость характеристик атмосферы над Антарктидой изучена по показаниям радиозондов, запущенных со станций Casey на побережье и Concordia на высоте 3230 м, и временным рядам яркостной температуры Тя(ν), усреднённой по круговой площадке диаметром 200 км с центром на расстоянии ~200 км от ст. Concordia. Влияние вариаций температуры воздуха и поверхности, а также паросодержания атмосферы на вариации яркостной температуры оценено по результатам моделирования переноса микроволнового излучения в системе «атмосфера – фирн» с использованием радиозондовых профилей со ст. Concordia. Было показано, что рост Тя (ν) на частотах 89–92 ГГц значительной части Восточной Антарктиды при перемещении АР был вызван в основном увеличением температуры фирна. Приращение Тя (ν) на частотах ~176–190 ГГц в области линии поглощения водяного пара было обусловлено увеличением как температуры фирна, так и температуры и влажности воздуха. По измерениям яркостной температуры Тя (ν) над открытым океаном на частотах в окнах прозрачности атмосферы ν ≈ 6–48 ГГц и ν ≈ 88–92 ГГц определены скорость ветра W, водозапас облаков Q и паросодержание атмосферы V, а также изучена временная изменчивость параметров в области АР.
Ключевые слова: Антарктида, аномалия температуры воздуха, атмосферная река, микроволновая радиометрия, AMSR2 GCOM-W1, «Метеор-М» № 2-2 МТВЗА-ГЯ, Concordia, автоматические станции погоды, яркостная температура, моделирование, временные ряды, температура поверхности фирна
Полный текст

Список литературы:

  1. 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 // Исслед. Земли из космоса. 2006. № 4. C. 34–41.
  2. Митник Л. М., Митник М. Л. Алгоритм восстановления скорости приводного ветра по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 6. С. 34–44.
  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: 10.21046/2070-7401-2020-17-7-229-242.
  4. Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л. Внезапное стратосферное потепление в январе 2021 года по микроволновым измерениям со спутника «Метеор-М»» № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 139–148. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-288-297.
  5. Чернявский Г. М., Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л., Черный 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.
  6. 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.
  7. Brucker L., Picard G., Arnaud L., Barnola J.-M., Schneebel M., Brunail H., Lefebvre E., Fily M. Modeling time series of microwave brightness temperature at Dome C, Antarctica, using vertically resolved snow temperature and microstructure measurements // J. Glaciology. 2011. V. 57. No. 201. P. 171–182.
  8. Buehler S. A., Kuvatov M., Sreerekha T. R., John V. O., Rydberg B., Eriksson P., Notholt J. A cloud filtering method for microwave upper tropospheric humidity measurements // Atmospheric Chemistry and Physics. 2007. V. 7. P. 5531–5542.
  9. Buehler S. A., Prange M., Mrziglod J., John V. O., Burgdorf M., Lemke O. Opportunistic constant target matching — A new method for satellite intercalibration // Earth and Space Science. 2020. V. 7. Art. No. e2019EA000856. https://doi.org/10. 1029/2019EA000856.
  10. Chen R., Bennartz R. Sensitivity of 89–190-GHz microwave observations to ice particle scattering // J. Applied Meteorology and Climatology. 2020. V. 59. P. 1195–1215. DOI: 10.1175/JAMC-D-19-0293.1.
  11. Chung E., Soden B., John V. O. Intercalibrating microwave satellite observations for monitoring long-term variations in upper and midtropospheric water vapor // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2013. V. 30. P. 2303–2319. DOI: 10.1175/JTECH-D-13-00001.1.
  12. Comiso J. C. Polar Oceans from Space. N. Y.: Springer Publishing, 2010. 507 p.
  13. Johnson A., Hock R., Fahnestock M. Spatial variability and regional trends of Antarctic ice shelf surface melt duration over 1979–2020 derived from passive microwave data // J. Glaciology. 2022. V. 68. Iss. 269. P. 533–546. https://doi.org/10.1017/jog.2021.112.
  14. Kar R., Aksoy M., Kaurejo D., Atrey P., Devadason J. A. Antarctic firn characterization via wideband microwave radiometry // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 9. Art. No. 2258. https:// doi.org/10.3390/rs14092258.
  15. Macelloni G., Brogioni M., Pampaloni P., Cagnati A. Multifrequency microwave emission from the Dome-C area on the East Antarctic plateau: Temporal and spatial variability // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2007. V. 45. No. 7. P. 2029–2039. https://doi.org/10.1109/TGRS.2007.890805.
  16. Matrosov S. Y. Characteristics of landfalling atmospheric rivers inferred from satellite observations over the Eastern North Pacific Ocean // Monthly Weather Review. 2013. V. 141. No. 11. P. 3757–3768.
  17. Melsheimer C., Spreen G., Ye Y., Shokr M. Antarctic sea ice types from active and passive microwave remote sensing: preprint // Cryosphere: Discussion. 2022. 23 p. https://doi.org/10.5194/tc-2021-381.
  18. Meyer H., Katurji M., Appelhans T., Müller M. U., Nauss T., Roudier P., Zawar-Reza P. Mapping daily air temperature for Antarctica based on MODIS LST // Remote Sensing. 2016. V. 8. Iss. 9. Art. No. 732. DOI: 10.3390/rs8090732.
  19. 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.
  20. 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 No. 2: modeling, calibration and measurements // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2017. V. 10. No. 7. P. 3036–3045. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2017.2695224.
  21. Mitnik L. M., Kuleshov V. P., Mitnik M. L., Baranyuk A. V. Passive microwave observations of South America and surrounding oceans from Russian Meteor-M No. 2 and Japan GCOM-W1 satellites // Intern. J. Remote Sensing. 2018. V. 39. No. 13. P. 4513–4530. DOI: 10.1080/01431161.2018.1425569.
  22. Mitnik L., Kuleshov V., Panfilova M., Karaev V., Mitnik M., Baranyuk A. Satellite study of atmospheric cyclones and rivers around Antarctica // Proc. IGARSS. 2021. P. 7071–7074. DOI: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553258.
  23. Mitnik L. M., Kuleshov V. P., Mitnik M. L., Chernyavski G. M., Cherny I. V., Streltsov A. M. Microwave radiometer MTVZA-GY on new Russian satellite Meteor-M No. 2-2 and sudden stratospheric warming over Antarctica // IEEE J. Selected Topics of Applied Remote Sensing. 2022. V. 15. P. 820–830. DOI: 10.1109/JSTARS.2021.3133425.
  24. Mo Z., Zeng Z., Huang L., Liu L., Zhou L., Huang L., Zhou L., Ren C., He H. Investigation of Antarctic precipitable water vapor variability and trend from 18 year (2001 to 2018) data of four reanalyses based on radiosonde and GNSS observations // Remote Sensing. 2021. V. 13. Iss. 19. Art. No. 3901. https://doi.org/10.3390/rs13193901.
  25. Moradi I., Ferraro R., Eriksson P., Weng F. Intercalibration and validation of observations from ATMS and SAPHIR microwave sounders // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2015. V. 53. No. 11. P. 5915–5925.
  26. Narvekar P. S., Heygster G., Jackson T. J., Bindlish R., Macelloni G., Notholt J. Passive polarimetric microwave signatures observed over Antarctica // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2010. V. 48. No. 3. P. 1059–1075.
  27. Pagano T. S., Chahine M. T., Fetzer E. J. The Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) on the NASA Aqua spacecraft: A general remote sensing tool for understanding atmospheric structure, dynamics and composition // Proc. SPIE. 2010. V. 7827. DOI: 10.1117/12.865335.
  28. Payne V. H., Delamere J. S., Cady-Pereira K. E., Gamache R. R., Moncet J.-L., Mlawer E. J., Clough S. A. Air-broadened half-widths of the 22- and 183-GHz water-vapor lines // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2008. V. 46. No. 11. P. 3601–3617.
  29. Picard G., Royer A., Arnaud L., Fily M. Influence of meter-scale wind-formed features on the variability of the microwave brightness temperature around Dome C in Antarctica // Cryosphere. 2014. V. 8. Iss. 3. P. 1105–1119.
  30. Pohl B., Favier V., Wille J., Udy D. G., Vance T. R., Pergaut J., Dutrievoz N., Blanchet J., Kittel C., Amory C., Krinner G., Gordon F. Relationship between weather regimes and atmospheric rivers in East Antarctica // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2021. V. 126. Iss. 24. Art. No. e2021JD035294. https://doi.org/10.1029/2021JD035294
  31. Pope A., Wagner P., Johnson R., Shutler J. D., Baeseman J., Newman L. Community review of Southern Ocean satellite data needs // Antarctic Science. 2017. V. 29. No. 2. P. 97–138.
  32. Ricaud P., Carminati F., Courcoux Y., Pellegrini A., Attié J.-L., El Amraoui L., Abida R., Genthon C., August T., Warner J. Statistical analyses and correlation between tropospheric temperature and humidity at Dome C, Antarctica // Antarctic Science. 2014. V. 26. Iss. 3. P. 290–308.
  33. Ricaud P., Grigioni P., Zbinden R., Attié J.-L., Genoni L., Galeandro A., Moggio L., Montaguti S., Petenko I., Legovini P. Review of tropospheric temperature, absolute humidity and integrated water vapour from the HAMSTRAD radiometer installed at Dome C, Antarctica, 2009–2014 // Antarctic Science. 2015. V. 27. Iss. 6. P. 598–616.
  34. Ricaud P., Grigioni P., Roehrig R., Durand P., Veron D. E. (2020a) Trends in atmospheric humidity and temperature above Dome C, Antarctica evaluated from observations and reanalyses // Atmosphere. 2020. V. 11. Iss. 8. Art. No. 836. https://doi.org/10.3390/atmos11080836.
  35. Ricaud P., Del Guasta M., Bazile E., Azouz N., Lupi A., Durand P., Attié J.-L., Veron D., Guidard V., Grigioni P. (2020b) Supercooled liquid water cloud observed, analysed, and modelled at the top of the planetary boundary layer above Dome C, Antarctica // Atmospheric Chemistry and Physics. 2020. V. 20. P. 4167–4191.
  36. Sims G., Ashley M. C. B., Cui X., Everett J. R., Feng L. L., Gong X., Hengst S., Hu Z., Kulesa C., Lawrence J. S., Luong-Van D. M., Ricaud P., Shang Z., Storey J. W. V., Wang L., Yang H., Yang J., Zhou X., Zhu Z. Precipitable water vapor above Dome A, Antarctica, determined from diffuse optical sky spectra // Publ. Astronomical Society of the Pacific. 2012. V. 124. P. 74–83.
  37. Surdyk S. Using microwave brightness temperature to detect short-term surface air temperature changes in Antarctica: An analytical approach // Remote Sensing of Environment. 2002. V. 80. No. 2. P. 256–271.
  38. Turner J., Lu H., King J. C., Carpentier S., Lazzara M., Phillips T., Wille J. An extreme high temperature event in coastal East Antarctica associated with an atmospheric river and record summer downslope winds // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. Art. No. e2021GL097108. https://doi.org/10.1029/2021GL097108
  39. Ye H., Fetzer E. J., Bromwich D. H., Fishbein E. F., Olsen E. T., Granger S. L., Lee S.-Y., Chen L., Lambrigtsen B. H. Atmospheric total precipitable water from AIRS and ECMWF during Antarctic summer // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. Art. No. L19701. DOI: 10.1029/2006GL028547.