Воспроизведение гидротермодинамических характеристик Западно-Арктических морей России с усвоением данных по температуре поверхности моря и сплочённости ледяного покрова

Надежное прогнозирование метеорологических, гидротермодинамических и ледовых характеристик на акватории Западно-Арктических морей России с использованием моделей атмосферной циркуляции, морской циркуляции и морского льда в настоящее время невозможно без усвоения данных наблюдений. Оно позволяет повысить качество начального состояния гидрофизических и ледовых характеристик в моделях для проведения прогностических расчетов и, тем самым, улучшить их точность. В работе представлен метод усвоения спутниковых данных по температуре поверхности моря SST (Sea Surface Temperature) и сплочённости ледяного покрова SIC (Sea Ice Concentration) в модели морской гидротермодинамики INMOM с использованием программного комплекса DART (Data Assimilation Research Testbed) с оценкой корректности работы используемого алгоритма усвоения. Проведен сравнительный анализ точности прогностических расчетов состояния морской гидротермодинамики с усвоением спутниковых данных SST и SIC и без усвоения. Показано, что усвоение спутниковых данных уменьшает среднеквадратичное отклонение (СКО) результатов расчетов от данных наблюдений на ~80% для SST и на 60–80% для SIC по сравнению с расчетом без усвоения. Временная изменчивость СКО при прогнозе SST и SIC показала, что наибольшие их ошибки наблюдаются в периоды интенсивного прогрева верхнего слоя моря и таяния льда. Отмечена важность совместного усвоения данных SST и SIC: более точное воспроизведение SST повышает точность расчетов потоков тепла и соли на границе океан-лёд, которые регулируют процессы термического нарастания/таяния льда, и как следствие улучшается воспроизведение площади льда и его кромки. В свою очередь, более корректный расчет SIC напрямую повышает точность расчетов потоков тепла на границе вода-воздух и, тем самым, и SST.