Создана база данных траекторий циклонов в Южном океане

Сотрудник Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ вместе с коллегами создал базу траекторий мезомасштабных циклонов в Южном океане. Она построена на основе данных спутниковых наблюдений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Geophisical Research Letters.

Мезомасштабный циклон (мезоциклон) скрывается в суперъячейке — колонке вращающегося и быстро поднимающегося вверх воздуха, которую окружают падающие вниз воздушные потоки. Это атмосферное явление способно порождать торнадо, град, мощные нисходящие потоки воздуха и проливные дожди. Суперъячейки могут встречаться в различных местах Земли, но чаще всего они образуются на Аллее торнадо в США.

«База данных предназначена для разработки и валидации (подтверждения корректности и актуальности) автоматических алгоритмов идентификации и построения траекторий мезоциклонов. Один из выводов работы заключается в том, что современные атмосферные реанализы (получение модельных глобальных полей метеорологических величин с использованием полных комплектов доступных к моменту расчетов данных наблюдений), частично воспроизводя мезомасштабные циклоны, значительно (до десяти м/с) недооценивают скорость ветра, связанную с ними», — рассказала один из авторов статьи Полина Вереземская, специалист лаборатории суперкомпьютерного моделирования природно-климатических процессов НИВЦ МГУ.

Автор из МГУ в среде Python разработал и использовал полуавтоматический алгоритм идентификации и построения траекторий мезомасштабных циклонов на основе спутниковых инфракрасных изображений. Полученная база данных включает сведения о траекториях 1735 циклонов, их диаметре, типе облачного вихря и условиях крупномасштабной циркуляции атмосферы в момент зарождения вихря. В ходе работы на основании полученных траекторий исследователи получили характеристики жизненного цикла мезоциклонов и показали ошибочность выбора пороговых значений этих характеристик в автоматизированных схемах построения траекторий, существующих на настоящее время.

«В настоящее время баз траекторий мезоциклонов, сопоставимых по пространственно-временному охвату с созданной нами, не существует. Подобные исследования либо региональны, либо обладают худшим временным разрешением. Дальнейшая работа будет связана с разработкой и валидацией автоматизированной схемы отслеживания мезоциклонов с учетом полученных данных. Стоит отметить, что эта задача крайне важна, так как недооценка вклада мезомасштаба во взаимодействие океана и атмосферы в атмосферных моделях ведет к меньшим потерям тепла океаном. Это, в свою очередь, приводит к некорректному воспроизведению процессов глубокой конвекции (теплообмена) океана в таких важных районах Южного океана как, например, море Уэделла», — заключила Полина Вереземская.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН, Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера, Германия, Университета Ист-Англии и из Висконсинского университета в Мадисоне, США.