Летние и зимние аномалии характеристик дневной и ночной облачности над Западной Сибирью по спутниковым данным MODIS и реанализу ERA5 за период 2001–2022 гг.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты анализа многолетней изменчивости характеристик общей облачности (ночной и дневной) над Западной Сибирью в летний и зимний сезон за период 2001-2022 гг. по спутниковым данным MODIS и реанализу ERA5. Рассмотрены три широтные зоны целевого региона: северная (66-72° с.ш., 68-82° в.д.), переходная (60-65° с.ш., 62-88° в.д.) и южная (54-59° с.ш., 62-88° в.д.). Построены временные ряды и на их основе определены тренды следующих параметров облачности: доля покрытия ею исследуемых территорий, высота, давление и температура на ее верхней границе, а также эффективная излучательная способность. Установлено, что в 2010, 2012, 2014 и 2016 годах наблюдалось наибольшее число аномалий во временных рядах перечисленных выше характеристик дневных и ночных облаков. Приведены результаты сопоставления рассматриваемых параметров облачности с изменчивостью температуры подстилающей поверхности и высот геопотенциалов на барических уровнях 500, 700, 850 и 1000 гПа. Обсуждаются гипотезы о причинах возникновения аномальных значений во временных рядах исследуемых характеристик дневных и ночных облаков в летний и зимний сезоны, связанных с особенностями атмосферных циркуляций над Западной Сибирью в различные годы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Скороходов

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vazime@yandex.ru
Россия, Томск

К. В. Курьянович

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН

Email: vazime@yandex.ru
Россия, Томск

В. Г. Астафуров

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН

Email: vazime@yandex.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Астафуров В.Г., Скороходов А.В., Курьянович К.В. Изменчивость характеристик однослойных облачных полей над Западной Сибирью в зимнее время за период с 2001 по 2019 год по данным MODIS // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 36. (Принято в печать).
  2. Баврина А.П., Борисов И.Б. Современные правила применения корреляционного анализа // Медицинский альманах. 2021. № 3. С. 70-79.
  3. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2008 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2009. 48 с.
  4. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2010 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2011. 66 с.
  5. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2012 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2013. 86 с.
  6. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2013 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2014. 109 с.
  7. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2014 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2015. 107 с.
  8. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2015 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2016. 68 с.
  9. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2016 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2017. 70 с.
  10. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2018 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2019. 79 стр.
  11. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2021 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2022. 104 с.
  12. Комаров В.С., Ильин С.Н., Лавриненко А.В., Ломакина Н.Я., Горев Е.В., Нахтигалова Д.П. Климатический режим нижней облачности над территорией Сибири и его современные изменения. Часть 1. Особенности режима нижней облачности // Оптика атмосферы и океана. 2013. T. 26. № 7. C. 579–583.
  13. Комаров В.С., Нахтигалова Д.П., Ильин С.Н., Лавриненко А.В., Ломакина Н.Я. Климатическое районирование территории Сибири по режиму общей и нижней облачности как основа для построения локальных облачных моделей атмосферы. Часть 1. Методические основы // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 10. С. 895–898.
  14. Комаров В.С., Матвиенко Г.Г., Ильин С.Н., Ломакина Н.Я. Оценка локальных особенностей долговременного изменения облачного покрова над территорией Сибири с использованием результатов ее климатического районирования по режиму общей и нижней облачности // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 1. С. 59–65.
  15. Облака и облачная атмосфера. Справочник / Под ред. Мазина И.П., Хргиана А.Х. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 647 с.
  16. Харюткина Е.В., Логинов С.В., Усова Е.И., Мартынова Ю.В. Тенденции изменения экстремальности климата Западной Сибири в конце XX – начале XXI веков // Фундаментальная и прикладная климатология. 2019. Т. 2. С. 45–65.
  17. Черенкова Е.А. Региональные особенности изменения летней температуры в Западной Сибири во второй половине ХХ – начале XXI века // Известия РАН. Серия географическая. 2016. № 4. С. 52–61.
  18. Чернокульский А.В., Мохов И.И. Сравнительный анализ характеристик глобальной и зональной облачности по различным спутниковым и наземным наблюдениям // Исследование Земли из космоса. 2010. № 3. С. 12–29.
  19. Astafurov V.G., Skorokhodov A.V., Kuryanovich K.V. Variability of parameters of single-layer cloud fields over Western Siberia in summer for the period from 2001 to 2019 according to MODIS data // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36. № 4. P. 329–336.
  20. Chernokulsky A., Mokhov I., Nikitina N. Winter cloudiness variability over Northern Eurasia related to the Siberian High during 1966–2010 // Environ. Res. Lett. 2013. V. 8. 045012. doi: 10.1088/1748-9326/8/4/045012.
  21. Chernokulsky A., Shikhov A., Bykov A., Kalinin N., Kurgansky M., Sherstyukov B., Yarinich Y. Diagnosis and modelling of two destructive derecho events in European Russia in the summer of 2010 // Atmos. Res. 2019. V. 267. P. 105928.
  22. 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. V. 24. P. 5914–5934.
  23. Hahn C.J., Warren S.G., Eastman R. Extended edited synoptic cloud reports from ships and land stations over the globe, 1952–2009 (NDP-026C), 2012. doi: 10.3334/CDIAC/cli.ndp026c.
  24. Heng Z., Fu Y., Liu G., Zhou R., Wang Y., Yuan R., Guo J., Dong X. A study of the distribution and variability of cloud water using ISCCP, SSM/I cloud product, and reanalysis datasets // J. Climate. 2014. V. 27. P. 3114–3128.
  25. Hersbach H. et al. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049.
  26. Jedlovec G. Automated detection of clouds in satellite imagery // Advances in Geoscience and Remote Sensing. 2009. P. 303–316.
  27. 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. V. 51. P. 3826–3852.
  28. Kumar A. Long term (2003–2012) spatio-temporal MODIS (Terra/Aqua level 3) derived climatic variations of aerosol optical depth and cloud properties over a semi arid urban tropical region of Northern India // Atmos. Environ. 2014. V. 83. P. 291–300.
  29. LAADS DAAC [electronic resource] / Level-1 and Atmosphere Archive & Distribution System Distributed Active Archive Center. – URL: https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov (access data 01.10.2023).
  30. Li Q., Groß S. Satellite observations of seasonality and long-term trends in cirrus cloud properties over Europe: investigation of possible aviation impacts // Atmos. Chem. Phys. 2022. V. 22. P. 15963–15980.
  31. Li Y., Gu H. Relationship between middle stratiform clouds and large scale circulation over eastern China // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L09706. doi: 10.1029/2005GL025615.
  32. Lomakina N.Y., Lavrinenko A.V. Modern trends of temperature of the atmospheric boundary layer over Siberia // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35. P. 378–386.
  33. Martin A.C. et al. Transport of pollution to a remote coastal site during gap flow from California’s interior: impacts on aerosol composition, clouds, and radiative balance // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. № 2. P. 1491–1509.
  34. Matuszko D., Weglarczyk S. Long-term variability of the cloud amount and cloud genera and their relationship with circulation (Krakow, Poland) // Int. J. Climatol. 2018. V. 38. P. e1205-e1220.
  35. MODIS Land [electronic resource] / MODIS Land Science Team. – URL: https://modis-land.gsfc.nasa.gov/index.html (access data 01.10.2023).
  36. Mohr S., Wandel J., Lenggenhager S., Martius O. Relationship between atmospheric blocking and warm-season thunderstorms over western and central Europe // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2019. V. 145. № 724. P. 3040–3056.
  37. Mokhov I.I. Specific features of the 2010 summer heat formation in the European territory of Russia in the context of general climate changes and climate anomalies // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2011. V. 47. 653–660.
  38. Mokhov I.I., Chernokulsky A.V., Osipov A.M. Atmospheric centers of action in the Northern and Southern hemispheres: features and variability // Russ. Meteorol. Hydrol. 2020. V. 45. P. 749–761.
  39. Ramanathan V., Cess R.D., Harrison E.F., Minnis P., Barkstrom B.R., Hartmann D.L. Cloud-radiative forcing and climate: Results from the Earth Radiation Budget Experiment // Science. 1989. V. 243. P. 57–63.
  40. Schiffer R.A., Rossow W.B. The International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP): The first project of the World Climate Research Programme // Bull. Amer. Met. Soc. 1983. V. 64. № 7. P. 779–784.
  41. Shakina N.P., Ivanova A.R. The blocking anticyclones: the state of studies and forecasting // Russ. Meteorol. Hydrol. 2010. V. 35. P. 721–730.
  42. Stubenrauch C.J. et al. Assessment of global cloud datasets from satellites: Project and database initiated by the GEWEX Radiation Panel // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2013. V. 94. P. 1031–1049.
  43. Su H., Jiang J.H. Tropical clouds and circulation changes during the 2006/07 and 2009/10 El Ninos // J. Climate. 2013. V. 26. P. 399–413.
  44. The Earth Observator [electronic resource] / Land Surface Temperature Anomaly, 2000 – 2023. – URL: https://earthobservatory.nasa.gov/global-maps/MOD_LSTAD_M (access data 01.10.2023).
  45. Tritscher I. et al. Polar stratospheric clouds: Satellite observations, processes, and role in ozone depletion // Reviews of geophysics. 2021. V. 59. № 2. P. e2020RG000702.
  46. University of Wyoming [electronic resource] / Department of Atmospheric Science. – URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html (access data 01.10.2023).
  47. Zhao M., Zhang H., Wang H., Zhou X., Zhu L., An Q., Chen Q. The change of cloud top height over East Asia during 2000–2018 // Adv. Clim. Chang. Res. 2020. V. 11. № 2. P. 110–117.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Временные ряды доли покрытия облаками различных широтных зон Западной Сибири и высоты верхней границы облачности летом (а, в) и зимой (б, г) в ночное и дневное время.

Скачать (553KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Временные ряды дневных и ночных температур подстилающей поверхности летом (а) и зимой (б) в различных широтных зонах Западной Сибири.

Скачать (280KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Временные ряды дневных высот геопотенциала на уровнях 500, 700, 850 и 1000 гПа в северной, переходной и южной зонах Западной Сибири летом (а, в, д) и зимой (б, г, е) соответственно.

Скачать (591KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».