鄂霍次克海中尺度气旋
2004年1月3日(图2)。Envisat ASAR图像和图2c所示的最显著的特征是位于堪察加海岸西部的两个气旋中尺度低气压。在NOAA AVHRR、Terra和Aqua MODIS和GOES-9上也能很好地区分云区中的对流涡
图2所示。2004年1月3日勘察加半岛以西鄂霍次克海上空的中尺度气旋:(a)和(c) 89 ghz, h极化Aqua AMSR-E亮度温度(开尔文度)在02:25 (a)和16:15 UTC (c);(b) 02:25时Aqua MODIS可见图像;(d)总大气水汽含量(kg/m2)和(e)总云液状水含量(kg/m2)在23.8 ghz和36.5 ghz, v偏振亮度温度02:25 UTC;(f)协调世界时11:13的Envisat ASAR图像和(g)协调世界时08:37的quikscat衍生风场。
图2所示。2004年1月3日在勘察加半岛以西的鄂霍次克海上空的中尺度气旋:(a)和(c)在02:25 (a)和16:15 UTC (c)的89-GHz, h偏振Aqua AMSR-E亮度温度(开尔文度);(b) 02:25时Aqua MODIS可见图像;(d)总大气水汽含量(kg/m2)和(e)总云液状水含量(kg/m2)在23.8 ghz和36.5 ghz, v偏振亮度温度02:25 UTC;(f)协调世界时11:13的Envisat ASAR图像和(g)协调世界时08:37的quikscat衍生风场。
图像。Aqua MODIS可见光图像摄于UTC时间02:25，即Envisat数据采集前约9小时，如图2b所示。水的云，增加总水蒸气含量和风速Aqua AMSR-E在Envisat ASAR采集之前(02:25 UTC，图2a)和之后(16:15 UTC，图2d)探测到的低电平变化。气旋环流也被QuikSCAT散射计记录(图2e)。最大风速(12 ~ 15 m/s)在大低压以南。这与ASAR图像的雷达后向散射(亮度)变化是一致的。大气总水蒸气含量V和总云液态水含量Q是从TB(23.8 V)和TB(36.5 V)中获取的(Mitnik和Mitnik 2003)。螺旋带区域位于气旋中心东南、东部和东北方向的V和Q值最大，分别为79 kg/m2和0.12 ~ 0.14 kg/m2。q场带宽约20 ~ 30 km。气旋涡区典型值较低，V = 56 kg/m2, Q = 0.04 ~ 0.06 kg/m2。在涡流周围，V值下降至3.5 ~ 5 kg/m2。涡心V = 3.7 ~ 4.5 kg/m2。
在日本气象厅1月3日UTC 00:00的地面分析地图上，北低空«300公里的大小被1004 mb等压线勾勒出来，12小时后它被1008 mb等压线勾勒出来。南部低地的大小«120公里没有被绘制。
它是从火山延伸出来的漩涡链中的最后一个冰边缘鄂霍次克海中部至堪察加半岛西部海岸。1月2-4日拍摄的几张卫星可见光和红外图像在云场中描绘了整个链。链是中尺度对流单体和对流卷区域的北部边界。在云场(图2b)和海面粗糙度场(图2c)上均有体现。low是非常动态的结构，不同卫星的各种传感器所拍摄的图像之间的最佳对应是在数据采集时间的微小差异下完成的。在2004年1月3日协调世界时11:12的ASAR图像上，低空表现为亮度增加(风速增加)的区域在其中心的暗区(风速低)周围盘旋。在图2a、b、d所示的MODIS和AMSR-E TB(v)图像上也检测到涡旋的螺旋结构。在ASAR图像上，由于风力较弱，在NOAA和MODIS图像上，由于云量较少，涡旋的中心看起来较暗。ASAR图像上北部涡旋中心以南和西南部的明亮区域是由强风造成的。风速随着离中心距离的增加而减小。这个地区的宽度约为250公里。 The brightest spiral bands with sharp wavelike edges imbedded in the area mark the atmospheric fronts' position near the sea surface. The width of transition zone dividing the area with low and high winds does not exceed 1-2 km. Very likely that the highest surface winds coincide with the convective cloud bands on MODIS image or somewhat shifted relative to them. The cloud bands are characterized by the increased brightness due to intense developed convection. AMSR-E-derived wind speed reached 15 m/s in a circle around the center and in the area south of it.
图3所示。006年12月19日鄂荷次克海的中尺度气旋:(a)协调世界时02:15获取的Terra MODIS可见图像，(b)协调世界时19时KMA 850 mb (c)和500 mb (d)的表面分析图，(c)和(d)协调世界时00时下垫面温度的再分析图(等温线显示在2k处)。红点表示中气旋的中心。
图3所示。006年12月19日鄂荷次克海的中尺度气旋:(a)协调世界时02:15获取的Terra MODIS可见图像，(b)协调世界时19时KMA 850 mb (c)和500 mb (d)的表面分析图，(c)和(d)协调世界时00时下垫面温度的再分析图(等温线显示在2k处)。红点表示中气旋的中心。
2006年12月19日(图3-5)。世界时00:13分Envisat ASAR影像(图5a)显示了气象厅地面分析图(图3b)没有显示的约400公里的气旋涡旋。Terra MODIS可见光图像(图3a)在ASAR图像描绘其云系统后2小时拍摄。MC是由鄂霍次克海上空静止对流层槽附近的强冷空气爆发在东北方向形成的(图3c-e)。在槽的西南部可以看到冷爆发的典型云卷(图3a)。与高空槽相对应的低梯度热槽分布在整个鄂霍次克海(图3d)。在堪察加东北海岸附近的500 hPa绝对地形图AT500上，以-45°C等温线勾勒出冷中心。AT850图上的温压场(图3c)表明边界存在斜压不稳定大气层在海洋的北部，这是由于非常寒冷的陆地和相对温暖的海面之间的巨大热对比而形成的。等温线最接近的地方是在海岸附近(图3e)。850 mb高程热脊轴线由东南向西北。在可见图像上，与狭窄的云行相吻合的冷槽从大陆延伸到鄂霍次克海。还有一个来自大陆地区的小冷舌毗邻北海海岸，楔入暖脊，增加了热量和气压梯度，有利于加强东北风。quikscat推导的中气旋风速为12-15 m/s(图4a, b)。
图4所示。鄂霍次克海的中尺度气旋:(a)和(b) quikscat衍生的风场(a) 12月18日18:48 UTC和(b) 12月19日08:54 UTC;(c) 12月19日02:25 UTC的89-GHz h极化Aqua AMSR-E亮度温度。图5a所示的Envisat ASAR图像的边界为黑色方框。
图4所示。鄂霍次克海的中尺度气旋:(a)和(b) quikscat衍生的风场(a) 12月18日18:48 UTC和(b) 12月19日08:54 UTC;(c) 12月19日02:25 UTC的89-GHz h极化Aqua AMSR-E亮度温度。图5a所示的Envisat ASAR图像的边界为黑色方框。
NOAA-17 AVHRR红外图像上MC云系的构型和结构与时差8 min的SAR图像上亮度(海面风)场吻合较好(图5)。MC北部亮区1是由强劲的东风和东北风造成的。大气边界层温压场的结构证实了这一点(图3d)。SAR图像上亮度交替的波段(图5a)和IR图像上的云行(图5b)也表明了东北风向。在可见光图像上，沿风移2边界可以清晰地看到涡流链区域的扰动，该扰动与红外图像上亮云带a的内部边界重合。随着距离MC中心距离的减小，涡的大小从70公里减小到10公里。沿着风移线的几个地方可以清楚地看到小的黑色斑块，这是风弱的涡流中心的典型特征。它们的大小约为9 × 2和5 × 1.5公里。在红外图像上，由于中心的小尺度无云区尺寸较小(Gurvich et al. 2008)，可以不太清楚地显示出来(图5b)。
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- 图5所示。2006年12月19日鄂霍次克海上空的中尺度气旋:(a) UTC 00:13的Envisat ASAR图像;(b) UTC 00:21时的NOAA-17 AVHRR红外图像。暗线标记ASAR图像的边界。K - Koni半岛，Z - Zav'yalova岛。
另一个明亮的云带4，可能是气流与海拔1000米以上的山脉相互作用的结果，从堪察加半岛向西延伸。与此云量相关的海面风扰动较小，与SAR图像背景的对比也较小。涡链5从科尼半岛西部向MC中心延伸。其结构主要表现为SAR图像的亮度变化。由此可见，有组织的对流覆盖了大气的整个边界层，从上层边界(云量)一直覆盖到下层边界(地面风)。从Zav'yalova岛延伸出来的对比带6与涡链5合并。所有的云带彼此靠近，并在几乎无云的气旋中心周围逆时针弯曲形成一个70-80公里大小的圈7。这些特征在台风中就像眼墙和眼。在SAR图像上，一个圆形的强风区围绕着中心区域和弱风区，在那里可以分辨出5-8公里大小的对流单元9。
在SAR图像上云量场和海面风场狭窄对比带中的结构5、6和7可以直观地看到温暖的海洋空气被环绕在其周围的寒冷大陆空气隔离的过程。这种现象类似于天气尺度气旋中的温暖隔离(Sikora et al. 2000;Young et al. 2005;Montgomery和Farrell 1992)。风移10的边界为隔离锋。隔绝作用是中尺度气旋暖核形成的有利因素之一。在边界2以南的红外图像上可以看到明亮的大型雨单元11。在更南的边界2处观察到薄灰色非常小的细胞12。这些细胞在SAR图像上清晰可见。它们的直径从大电池的10-20公里到小电池的1-2公里不等(Gurvich et al. 2008)。
亮温7Bh(89)场中涡状结构的尖锐边界将气旋中心的干燥空气与周围分离湿空气质量(未显示)。在气旋南部可靠地检测到大型雨单体:7Bh(89)增量达到43-48 K，而由于Q值非常低，小型雨单体几乎不出现。SAR图像上的暗区13(图5a)是由V = 3.0 kg/m2和7BH(89) = 160170 K区域观测到的弱风造成的。最大值V = 7.5-9.0 kg/m2沿明亮对流带标记。中气旋的Q场也有表现，平均Q值为0.05 ~ 0.07 kg/m2。只有个别云夹杂物的Q = 0.11 kg/m2，表明降水概率较低。
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