российские - Арктический и антарктический НИИ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯРНЫХ ОБЛАСТЕЙДля получения принципиально новых данныхоб упомянутых выше процессах и совершенствованияих параметризации в численных моделях надрейфующих станциях «Северный полюс-35–39»были развернуты комплексные метеорологическиенаблюдения (рис.1). В их состав входят стандартныеметеорологические и аэрологические наблюденияи микрометеорологические наблюдения, выполняемыес помощью описанного в статье И.С.Ковчинаи др. (Российские полярные исследования № 1 (7),2012) метеоактинометрического комплекса. В кооперациис учеными Института полярных и морскихисследований им. Альфреда Вегенера (ФРГ)на СП-35–38» были проведены аэростатные наблюденияза температурой и влажностью воздуха, направлениеми скоростью ветра в пограничном слоеатмосферы, позволившие более детально, по сравнениюс радиозондированием, исследовать структуруАПС. В частности, были получены уникальные данныео характеристиках инверсий и струйных теченийв нижнем 1500-метровом слое атмосферы.В 2012 г. на дрейфующей станции СП-39 эти исследованияпродолжены с помощью разработанногов НПО «Тайфун» (г. Обнинск) метеорологическоготемпературного профилемера МТР-5РЕ, позволяющегопроводить измерения температуры воздуха довысоты 1000 м с дискретностью 5 мин с погрешностьюпорядка 1 °С. Уже первые результаты измеренийпозволили выявить сложную нестационарнуюструктуру нижнего слоя атмосферы, обусловленную,в том числе, формированием инверсий нижнего уровня.Как видно из рис. 2, резкое изменение структурыАПС от развитого пограничного слоя высотой порядка400 м до ярко выраженной приземной инверсии высотойне более 100 м произошло менее чем за двачаса. Такое явление может быть принципиально исследованолишь с помощью дистанционного метода,физической основой которого является измерениесобственного теплового радиоизлучения атмосферыв максимуме полосы поглощения кислорода 56,6 ГГц.В будущем к измерениям с помощью температурногопрофилемера предполагается добавить измеренияпрофиля скорости ветра в АПС с помощью содара.Комплексный анализ физических процессовв нижнем слое атмосферы с привлечением данныхнепрерывных измерений характеристик облачности,выполняемых с помощью установленного на станциилидара, предоставленного Лабораторией исследованийсистемы Земли (НОАА, США), и данныхизмерений длинноволнового и коротковолновогорадиационных балансов подстилающей поверхностипозволит максимально полно описать механизмформирования сильно-устойчивого АПС.Другим перспективным направлением исследований,регулярно проводимых на дрейфующих станциях«Северный полюс» начиная с СП-35, являютсямаршрутные съемки спектрального альбедо снежноледяногопокрова (рис. 3а) и проникающей в верхнийслой океана солнечной радиации (рис. 3б). Эти измерениявыполняются с помощью широкоугольногои узкоугольного спектрометров «Ramses», обеспечивающихизмерения солнечной радиации в диапазонедлин волн 320–950 нм с разрешением по спектру3,3 нм и угловым разрешением 1800 и 70 градусов.На рис. 3а отчетливо видна зависимость альбедоподстилающей поверхности от длины волны,особенно явная в период таяния, когда величина альбедоизменяется от 0,7 на длинах волн 400–500 нмРис. 1. Комплекс аппаратуры для метеорологических и аэрологических исследованийна дрейфующих станциях «Северный полюс»: 1 – радиозондирующийкомплекс, 2 – аэростатный комплекс, 3 – метеоактинометрический комплекс,4 – измеритель высоты нижней границы облачности, 5 – установка дляпроведения актинометрических наблюдений, 6 – измеритель общего содержанияозона, 7 – установка для измерения потока углекислого газа, 8 – метеорологическийтемпературный профилемер, 9 – малогабаритный спектрометр.Рис. 2. Временная изменчивость термической структуры нижнего слояатмосферы на СП-39 по данным профилемера МТР-5РЕ.16РОССИЙСКИЕ ПОЛЯРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ № 3 (9) 2012 г.