Интенсивные мезомасштабные циклоны над дальневосточными морями в холодное полугодие по данным спутникового зондирования

• Автор: Гурвич, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНТЕНСИВНЫХ МЕЗОМАСШТАБНЫХ ЦИКЛОНОВ
ГЛАВА 2. СПУТНИКИ И ДАТЧИКИ. ДАННЫЕ И МЕТОДИКА ИХ
ОБРАБОТКИ
2.1. Спутники и датчики
2.2. Данные и методика их обработки
ГЛАВА 3. КРАТКАЯ КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ИНТЕНСИВНЫХ МЕЗОМАСШТАБНЫХ УСЛОВИЙ НАД ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫМИ МОРЯМИ
3.1. Краткая климатическая характеристика района исследований
3.2. Условия формирования мезомасштабных циклонов над ДВ морями
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕЗОМАСШТАБНЫХ ЦИКЛОНОВ НАД ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫМИ МОРЯМИ ПО МУЛЬТИСЕНСОРНЫМ СПУТНИКОВЫМ
ДАННЫМ
4.1 Мезомасштабные циклоны над Охотским морем
4.2. Мезомасштабные циклоны над западной частью Берингова моря и прилегающей к нему акваторией Тихого океана
4.3. Симметричные мезоциклоны

4.4. Мезомасштабные циклоны над Японским морем
4.5. Выводы
ГЛАВА 5. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
МЕЗОМАСШТАБНОЙ ЦИКЛОНИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НАД ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫМИ МОРЯМИ ПО МУЛЬТИСЕНСОРНЫМ СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ
5.1. Межгодовая и внутригодовая изменчивость мезомасштабной циклонической деятельности и распределение мезоциклонов по размерам
5.2. Интенсификация взаимодействия океана и атмосферы в условиях мезомасштабной циклонической деятельности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В холодное полугодие над морями высоких широт на спутниковых изображениях часто обнаруживаются конвективные мезомасштабные циклоны, облачная система которых имеет форму запятой или спирали. Горизонтальные размеры мезоциклонов варьируют от 100 до 1000 км, жизненный цикл составляет от нескольких часов до 3 суток. Мезомасштабные циклоны становятся причиной резкого ухудшения погоды, которое сложно прогнозировать из-за взрывного характера их возникновения и очень быстрого развития. Скорость ветра в наиболее интенсивных из них превышает 30 м/с. Штормовой ветер усиливает волнение моря и обрушение волн, что при низких температурах воздуха может привести к быстрому обледенению судов. Своевременное обнаружение и достоверная оценка характеристик мезоциклонов является крайне важной задачей для обеспечения безопасности мореплавания, рыбного промысла и прибрежного строительства. Актуальность исследований мезомасштабного циклогенеза растет в связи с изменением климата, таянием морских льдов, расширением транспортировки грузов северным морским путем, работами на шельфе.
Небольшие размеры, быстрое развитие и короткий жизненный цикл в сочетании с редкой сетью стандартных гидрометеорологических наблюдений над морями затрудняют выявление мезоциклонов (МЦ) в поле приземного давления. Поэтому для получения оперативной информации о МЦ решающее значение приобретает спутниковое зондирование. Плотное покрытие морских акваторий данными зондирования в разных диапазонах спектра с различных спутников значительно улучшает временное разрешение, что уменьшает погрешность определения положения центра мезоциклонов и их траекторий и позволяет количественно оценить характеристики океана и атмосферы в зоне их влияния.

При анализе данных спутниковых и контактных измерений было выявлено, что интенсивные мезоциклоны формируются в холодной воздушной массе над относительно теплой морской поверхностью. Необходимым условием их возникновения является наличие малоподвижной высотной ложбины или депрессии и соответствующей ей термической ложбины или замкнутого очага холода с температурой воздуха на уровне изобарической поверхности 500 мб (АТ500) от -36°С до -45°С. Разность между температурой поверхности воды и воздуха на уровне АТ500, благоприятная для возникновения конвективного вихря [5], должна быть не меньше 35-38°С (обычно она составляет 40-45°С). По данным реанализа ЕСМ\Ф (см. 2.2), эти значения составляют 38-40° для Охотского и западной части Берингова морей и 39-43° для Японского моря (см. приложение 3). Пограничный слой атмосферы в зимний сезон обычно характеризуется сильной бароклинной неустойчивостью, обусловленной температурными контрастами между холодным континентом или ледяным покровом и относительно теплой морской поверхностью. Вторжение холодной воздушной массы с континента сопровождается интенсификацией взаимодействия океана и атмосферы, в результате чего неустойчивость нижней тропосферы усиливается. Большую роль в ее дестабилизации играют потоки явного и скрытого тепла и влаги от морской поверхности [34, 44, 88]. Мезоциклоны возникают в мелких бароклинных зонах вблизи ледовой кромки или побережья или под холодными высотными циклонами и мезовихрями. Их формированию способствуют холодные вторжения в тылу глубоких циклонов синоптического масштаба.
Несмотря на общие почти для всех мезоциклонов условия формирования и развития, разнообразие их по типам облачной системы велико. По механизмам формирования мезоциклоны высоких широт делятся на два основных типа: чисто бароклинные полярные циклоны, которые
обнаруживаются вблизи полярного фронта и из-за облачной системы в форме запятой напоминают маленькие средне-широтные циклоны, и мезоциклоны, в