Ученые оценили надежность нескольких наборов данных о водяном паре в Центральной Азии

Наиболее надежным для выявления пространственно-временных характеристик влагосодержания атмосферы (PWV) в Центральной Азии по сравнению с другими реаналитическими наборами данных является ERA5 — реанализ нового поколения Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF). К такому выводу пришло исследование, опубликованное в журнале Earth and Space Science.

Работа сосредоточена на Центральной Азии — обширном полузасушливом и засушливом регионе, который последние полвека страдает от серьезной нехватки воды, что влияет на устойчивое развитие общества. Атмосферный водяной пар, как базовый компонент круговорота воды, играет важную роль в климатической системе и водных ресурсах. Понимание его пространственно-временной изменчивости критически важно для изучения гидрологического цикла и управления водными ресурсами.

Ученые оценили несколько спутниковых и реаналитических наборов данных PWV по сравнению с радиозондовыми наблюдениями в Центральной Азии. Оценка показала, что два основных спутниковых продукта — Atmospheric Infrared Sounder-only (AIRS-only) и Atmospheric Infrared Sounder/Advanced Microwave Sounding Unit (AIRS/AMSU) — могут достаточно точно отражать климатологическое распределение, годовой ход и месячные вариации PWV. Среди восьми современных реаналитических наборов данных (ERA-Interim, ERA5, NCEP1, NCEP2, CFSR, JRA-55, MERRA и MERRA2) лучшие результаты как по климатологическим характеристикам, так и по межгодовой изменчивости показали ERA5 и MERRA2. Наборы NCEP1 и NCEP2 показали худшие результаты, поскольку в них не ассимилированы данные AIRS или AMSU.

«Не существует «лучшего» набора данных реанализа, поскольку разные наборы имеют свои сильные и слабые стороны в разных аспектах», — прокомментировал профессор Тяньцзюнь Чжоу, автор-корреспондент статьи. Исходя из этого, исследователи на основе различной эффективности отдельных наборов данных построили взвешенный по качеству ансамблевый средний продукт. «Ожидается, что он будет более надежным для выявления климатологических пространственных паттернов PWV по сравнению с простым ансамблевым средним и отдельными наборами данных», — добавил Чжоу.

Команда также изучила физические процессы, определяющие вариации PWV в регионе. Они обнаружили, что межгодовые колебания влагосодержания в значительной степени модулируются локальным круговоротом воды, а затем — удаленным воздействием со стороны Северной Атлантики.