Водяной пар в атмосфере Земли: вид из космоса

Дистанционное зондирование Земли из космоса в микроволновом диапазоне электромагнитных волн позволяет определить большое количество параметров атмосферы и поверхности, которые характеризуют погоду и климат нашей планеты.

Одной из таких важнейших характеристик является содержание интегрального водяного пара в атмосфере, достигающее значений 75 мм в осажденной жидкости в области тропических циклонов. Водяной пар — единственный газ, легко переходящий в жидкую и твердую фазы и обратно в условиях земной атмосферы. Он в значительной степени формирует парниковый эффект и переносит запасенную энергию фазовых переходов (скрытое тепло) на огромные расстояния: из тропических в средние и высокие широты, а от океанов — вглубь материков.

Развитие новых методик анализа космической информации позволило сотрудникам ИКИ РАН создать интегральные картины распределения водяного пара над всей земной поверхностью, а также дополнительно определять содержание водяного пара послойно с шагом 1 км от поверхности до высоты 10 км, где содержится более 95% всей атмосферной влаги.

Методики были отработаны на данных российского микроволнового радиометра МТВЗА, работающего на спутнике «Метеор-М» №2-2.

На рисунке показана динамика водяного пара, построенная по данным российского радиометра МТВЗА-ГЯ за 26–27 июня 2020 г. Цветовая шкала водяного пара представлена в мм.

Получаемая информация необходима для исследования процессов зарождения и эволюции тропических, среднеширотных циклонов и так называемых атмосферных рек. В перспективе она поможет повысить надежность прогнозов экстремальных погодных явлений (ураганных ветров, ливней, наводнений, селей, других природных катастроф), а также даст ценный вклад в представления об изменении климата Земли.