CC BY
18
4.Katz, B., Richards D., Long D., & Lawrence, W. 2000, New South Caspian Basin, Journal of Petroleum Science and Engineering, 28, pp.161-182.
5.Hasanov A., Sultanov L., MukhtarovaKh., Nasibova G.//About geological and collector properties deposits of productive unit of oil and gas bearing of Baku arxipelago areas (for exsampleSangachal-deniz, Duvanni-deniz, Bulla-deniz)// Engineering Studies, Issue 3 (2), Volume 9. Taylor & Francis, 2017. Pp. 606620.
6.Гасанов А.Б., Мамедова Д.Н., Аббасов Э.Ю.// Гелого-геофизическая изученность разреза ПТ Южно-Каспийской впадины (некоторые вопросы прогнозной оценки осадочного
УДК 551.593.65.
KOMnneKca)//LambertAcademic Publishing, MocKBa, 2017, 109 c.
7.Hasanov AB., Sultanov L.A., Aliyeva I.T.// Prospectivity of lithologic-stratigraphic complexes and forecasting of deep-lying oil and gas reservoirs in Azerbaijan.// ISI Web of science. Engineering Computations imp. f. 2,15, №8(2), vol. 34, 2017, pp.2639-2651
8.Paul Glover, 2016, Formation Evaluation MSc Course Notes (Porosity) pp. 43-46
9.Bjorlykke, K., 2006, Effects of compaction processes on stresses, faults, and fluid flow in Sedimentary Basins; examples from the Norwegian Margin: Geological Society Special Publications, v. 253, p. 359-379.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОГО РАЗВИТИЯ ПОЛЕЙ СЕРЕБРИСТЫХ ОБЛАКОВ СЕВЕРНОГО
И ЮЖНОГО ПОЛУШАРИЙ ЗЕМЛИ
Солодовник1 А.А., Байбусинова2 А.К.
(' кандидат физико-математических наук, доцент• 2магистрант, Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева, Петропавловск)
АННОТАЦИЯ
На основании компьютерной обработки массивов изображений глобальных полей серебристых облаков северного и южного полушарий Земли изучены особенности сезонной и межсезонной изменчивости их общих характеристик. Основное внимание уделено временному ходу площади облачного поля. Обсуждаются детальные особенности сезонной эволюции полей серебристых облаков северного полушария. Показано резкое различие интегральных характеристик и характера эволюции и полей серебристых облаков северного и южного полушарий.
Ключевые слова: мезосфера, серебристые облака, спутниковый мониторинг, изображения облачности, компьютерная обработка, площадь облачного поля, аппроксимация, экстремумы, цикличность.
Введение
На основании детального анализа спутниковых изображений глобального поля серебристых облаков северного полушария (методика которого описана нами в предыдущей работе), полученных за более чем 10-летний период, нами выявлены некоторые важные особенности их сезонного развития [1]. Они касаются, прежде всего, характера изменения во времени общей площади облачного поля, кроме того, дат начала и окончания, а также длительности сезонов существования серебристых облаков в северном полушарии Земли.
Исходные данные и метод их обработки.
Изучение структуры глобальных полей серебристых облаков как северного, так и южного полушарий и изменения их общих параметров в продолжении сезонов их эволюции возможно благодаря свободному доступу, к ежесуточным картам облачности и их составным компонентам. По сути каждая из карт представляет суммарное суточное изображение облачного поля, которое в силу естественных причин не может быть получено одномоментно, даже с применением средств космической техники. Примеры спутниковых карт, изображающих вид глобального поля серебристых облаков северного (рис. 1 слева) и южного полушарий Земли (рис. 1 справа), показаны ниже на рисунках [2].
Рисунок 1. Изображения полей МСО (светлые детали) над северной полярной областью Земли (на 26.06.2019 г.) - слева и над южной полярной областью Земли (на 03.01.2020 г.) - справа
Исследование базировалось на данных, полученных начиная с 2007 года (год начала миссии А1МА) до 2020 года (данные для южного полушария Земли). Исключение представил сезон 2017 года для которого отсутствуют данные для северного полушария.
Изображения полей МСО обрабатывались стандартной программой, алгоритм которой описан в работе Солодовника А.А. и других [3 - 5]. В итоге обработки определялись интегральные площади облачного поля в пикселях с учётом влияния фона и служебных символов на картах. Результаты
обработки изображений полей серебристых облаков представлялись в виде таблиц и графиков. Их совокупность для северного полушария за сезоны 2007 - 2019 на рисунке 2. По горизонтальной оси всюду указана условная дата от начала сезона видимости полей МСО с орбиты ИСЗ до его окончания, а по вертикальной количество пикселей на изображении, занятых облачностью с указанием десятичного множителя. На каждом графике показана параболическая аппроксимация сезонного хода площади облачного поля.
2007 год
2008 год
2009 год 2010 год
2011 год
2012 год
2013 год 2014 год
Р(Х)
„<2>
4x10
2x10'
Б(х)
2х105
1х105
1>
80 100 100
2015 год 2016 год
5
2
В
0
20 40
60
0
2018 год 2019 год
Рисунок 2. Сезонный ход изменения площади поля МСО северного полушария в сотнях тысяч пикселей за 2007 - 2019 годы.
Временной ход площади облачного поля МСО северного полушария особенно хорошо соответствует параболической аппроксимации для 2009, 2013, 2015, 2018, 2019 сезонов. Здесь среднее значение относительной ошибки (отношение среднего квадратичного отклонения текущих значений площади от параболы к среднему за сезон значению площади поля МСО) не превышало 1%. При этом в другие сезоны (2007, 2010, 2011, 2016)
те же относительные ошибки могли достигать и больших 1% значений.
Некоторое представление об отличии от рассмотренных выше изменений площадей облачного южного полушария дают рисунки 3 и 4. При этом графики изменения площади поля МСО южного полушария Земли на рисунке 3 заимствованы из работы Солодовника и Такенова [6], а на рисунке 4 получены в рамках данной работы.
2014-2015
А.
Л
А V ✓ у
х-ч Л V
I 0 20 5 0 0 5 0 7 0 8 0 90
Рисунок 3. Изменения площади поля МСО южного полушария за сезоны с 2011 по 2015 годы.
F(x) „< 2>
F(x) 3x10
B<2> 5 _ 2x105
х, Б41 х, Б^^
Рисунок 4. Ход изменения площади поля МСО южного полушария в сотнях тысяч пикселей за 2018 - 2019 (слева) и 2019 - 2020 (справа) годы.
Во всех случаях хорошо виден крайне сложный нерегулярный характер изменений величины площади облачности от времени. При этом параболическая аппроксимация исследуемой величины от времени (рис. 5) носит скорее условный характер. То есть изменение площади облачного поля в этом случае не повторяет сезонного хода тепло- и влагосодержания атмосферы.
Значителен разброс значений дат начала сезона появления МСО южного полушария и максимумов площади облачного поля. За
начальную дату сезонов всюду условно принято 21 ноября. При этом завершения сезона всегда было близким к 18 февраля. Эти обстоятельства определяет перспективу особенной актуальности изучения эволюции общих характеристик и структуры глобального поля МСО южного полушария.
В дальнейшем изучен временной ход амплитудных значений площади поля МСО северного полушария (рис. 5) и интегральной (суммарной) за весь сезон площади облачного поля (рис. 6).
5
4x10
1x10
5
0
0
6,2
6 Ç 81
5,53
2007 2008 2009 2010 201 1 2012 2013 2014 2015 2016 2018 2019
—Максимум площади
Рисунок 5. Межсезонные изменения амплитудных значений площади поля МСО северного полушария (в сотнях тысяч пикселей) за сезоны 2013 - 2019 годов.
Оказалось, что амплитудные значения площади поля МСО северного полушария на интервале 2007 - 2012 годов испытывали незначительные колебания от сезона к сезону, в то время как на интервале 2013 - 2019 годов эти величины резко менялись от сезона к сезону. При этом наибольших значений амплитуды достигали в
нечётные годы. На вопрос об объективности этих различий должны ответить интегральные характеристики полей МСО. На рисунке 6 изменение этой величины представлено на диаграмме, где по вертикальной оси показана общая площадь облачного поля в сотнях тысяч пикселей.
400
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 201S 2019
Рисунок 6. Изменения интегральной площади поля МСО северного полушария в сотнях тысяч пикселей на интервале 2009-2019 годов.
Хорошо видно, что как амплитудные значения площади облачного поля, так и интегральные величины их площади достигали максимума в нечётные годы и минимума в чётные годы. Изучение таких квазидвухлетних вариаций в развитии облачного поля МСО - одна из интересных задач, поскольку сходные колебания свойственны и солнечной активности.
Выводы
Изучение сезонных изменений общих параметров полей мезосферных серебристых облаков северного и южного полушарий, базирующееся на анализе спутниковых данных, полученных за 12-ти летний период выявило заметные их отличия. Так сезонный ход площади поля серебристых облаков северного полушария Земли имеет достаточно стабильный характер. Он достаточно точно аппроксимируется
параболической функцией, что согласуется с предварительно полученными выводами на основе анализа вдвое меньшего объёма данных [4]. Вместе с тем, заслуживает внимания обнаружение плавных сезонных изменений площади поля МСО северного полушария на интервале 2013-2019 сравнительно с периодом 2007-2012 годов. Амплитудные и интегральные значения площадей полей МСО северного полушария не обнаруживают явной связи с типичной периодичностью солнечной активности, однако интересен факт обнаружения квазидвухлетних вариаций значений этих величин.
Сезонные изменения площади облачного поля южного полушария носят крайне нерегулярный характер и их аппроксимация полиномом второй степени невозможна. В этой связи перспективно дальнейшее изучение особенностей эволюции глобального поля серебристых облаков южного полушария [7].
Список литературы:
1 Солодовник А.А., Байбусинова А.К.,
Кудабаева Д.А. Динамика развития поля серебристых облаков северного полушария на интервале 2013-2019 годов. - в печати.
2 Сайт спутника AIM, раздел содержит фотографии северного и южного полушарий http://lasp.colorado.edu/aim/browse-images.php?dataset=pmc
3 Солодовник А.А., Кудабаева Д.А., Крючков В.Н. Сезонные и межсезонные вариации площади глобального поля серебристых облаков. - Известия национальной Академии наук Республики Казахстан. Серия физ. мат. № 4 2013. - С. 60 - 64
4Солодовник А.А., Кудабаева Д.А. Вариации площади глобального поля серебристых облаков северного полушария в сезоны 2007-2012 гг., Геомагнетизм и аэрономия, том 55, № 2, 2015, - С. 23-29
5Кудабаева Д.А., Перцев Н.Н., Солодовник А.А. Пространственное распределение и сезонные изменения площади полей серебристых облаков северного полушария по данным многолетних наблюдений, Тринадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" Москва, Институт космических исследований РАН, 14-18.11.2015
6 Солодовник А.А., Такенов Б. Изучение полей серебристых облаков южного полушария земли в сезоны с 2011 по 2015 годы. - материалы международной научно-практической
конференции «Козыбаевские чтения-2018: Евразийский потенциал и новые возможности развития в условиях глобальных вызовов», Петропавловск, 2018, т.2 с. 141-145.
7A.A. Solodovnik, P.I. Leontyev, P. Dalin Studies of the influence of tropospheric factors of Noctilucent clouds by a cartographic method. - Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 200 (2020) 105224, p. 7
