Везде

RAS PresidiumИсследование Земли из космоса Earth Research from Space

  • ISSN (Print) 0205-9614
  • ISSN (Online) 3034-5405

Summer and Winter Anomalies of Day and Night Cloud Parameters over Western Siberia Using MODIS Data and ERA5 Reanalysis During 2001–2022

You can
PII
10.31857/S0205961424030048-1
DOI
10.31857/S0205961424030048
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A. V. Skorokhodov
  • Affiliation: V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics Siberian branch of the RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 3
Pages
47-58
Abstract
We present the results of analysis of multiyear variability of cloud parameters (day and night) over Western Siberia in summer and winter during 2001-2022 based on MODIS data and ERA5 reanalysis. Three latitude zones of the target region are considered: northern (66-72° N, 68-82° E), transitional (60-65° N, 62-88° E) and southern (54-59° N, 62-88° E). We have plotted time series and on their basis we have identified trends of the following cloud parameters: fraction, top height, top pressure, top temperature and effective emissivity. It was found that in 2010, 2012, 2014 and 2016, the largest number of anomalies in the time series of the above cloud features was observed. The comparison results for the considered cloud parameters with the variability of the land surface temperature and geopotential heights at the baric levels of 500, 700, 850 and 1000 hPa are presented. We discuss hypotheses about the causes of anomalous values in time series of investigated cloud parameters at different times of day in summer and winter, related to the specific features of atmospheric circulation over Western Siberia in different years.
Keywords
характеристики облаков Западная Сибирь многолетние тренды спутниковые данные MODIS реанализ ERA5
Date of publication
15.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
2

References

  1. 1. Астафуров В.Г., Скороходов А.В., Курьянович К.В. Изменчивость характеристик однослойных облачных полей над Западной Сибирью в зимнее время за период с 2001 по 2019 год по данным MODIS // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 36. (Принято в печать).
  2. 2. Баврина А.П., Борисов И.Б. Современные правила применения корреляционного анализа // Медицинский альманах. 2021. № 3. С. 70-79.
  3. 3. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2008 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2009. 48 с.
  4. 4. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2010 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2011. 66 с.
  5. 5. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2012 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2013. 86 с.
  6. 6. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2013 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2014. 109 с.
  7. 7. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2014 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2015. 107 с.
  8. 8. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2015 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2016. 68 с.
  9. 9. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2016 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2017. 70 с.
  10. 10. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2018 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2019. 79 стр.
  11. 11. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2021 год. М.: Изд-во Росгидромета, 2022. 104 с.
  12. 12. Комаров В.С., Ильин С.Н., Лавриненко А.В., Ломакина Н.Я., Горев Е.В., Нахтигалова Д.П. Климатический режим нижней облачности над территорией Сибири и его современные изменения. Часть 1. Особенности режима нижней облачности // Оптика атмосферы и океана. 2013. T. 26. № 7. C. 579–583.
  13. 13. Комаров В.С., Нахтигалова Д.П., Ильин С.Н., Лавриненко А.В., Ломакина Н.Я. Климатическое районирование территории Сибири по режиму общей и нижней облачности как основа для построения локальных облачных моделей атмосферы. Часть 1. Методические основы // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 10. С. 895–898.
  14. 14. Комаров В.С., Матвиенко Г.Г., Ильин С.Н., Ломакина Н.Я. Оценка локальных особенностей долговременного изменения облачного покрова над территорией Сибири с использованием результатов ее климатического районирования по режиму общей и нижней облачности // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 1. С. 59–65.
  15. 15. Облака и облачная атмосфера. Справочник / Под ред. Мазина И.П., Хргиана А.Х. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 647 с.
  16. 16. Харюткина Е.В., Логинов С.В., Усова Е.И., Мартынова Ю.В. Тенденции изменения экстремальности климата Западной Сибири в конце XX – начале XXI веков // Фундаментальная и прикладная климатология. 2019. Т. 2. С. 45–65.
  17. 17. Черенкова Е.А. Региональные особенности изменения летней температуры в Западной Сибири во второй половине ХХ – начале XXI века // Известия РАН. Серия географическая. 2016. № 4. С. 52–61.
  18. 18. Чернокульский А.В., Мохов И.И. Сравнительный анализ характеристик глобальной и зональной облачности по различным спутниковым и наземным наблюдениям // Исследование Земли из космоса. 2010. № 3. С. 12–29.
  19. 19. Astafurov V.G., Skorokhodov A.V., Kuryanovich K.V. Variability of parameters of single-layer cloud fields over Western Siberia in summer for the period from 2001 to 2019 according to MODIS data // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36. № 4. P. 329–336.
  20. 20. Chernokulsky A., Mokhov I., Nikitina N. Winter cloudiness variability over Northern Eurasia related to the Siberian High during 1966–2010 // Environ. Res. Lett. 2013. V. 8. 045012. DOI: 10.1088/1748-9326/8/4/045012.
  21. 21. Chernokulsky A., Shikhov A., Bykov A., Kalinin N., Kurgansky M., Sherstyukov B., Yarinich Y. Diagnosis and modelling of two destructive derecho events in European Russia in the summer of 2010 // Atmos. Res. 2019. V. 267. P. 105928.
  22. 22. Eastman R., Warren S.G., Hahn C.J. Variations in cloud cover and cloud types over the ocean from surface observations, 1954–2008 // J. Climate. 2011. V. 24. P. 5914–5934.
  23. 23. Hahn C.J., Warren S.G., Eastman R. Extended edited synoptic cloud reports from ships and land stations over the globe, 1952–2009 (NDP-026C), 2012. DOI: 10.3334/CDIAC/cli.ndp026c.
  24. 24. Heng Z., Fu Y., Liu G., Zhou R., Wang Y., Yuan R., Guo J., Dong X. A study of the distribution and variability of cloud water using ISCCP, SSM/I cloud product, and reanalysis datasets // J. Climate. 2014. V. 27. P. 3114–3128.
  25. 25. Hersbach H. et al. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049.
  26. 26. Jedlovec G. Automated detection of clouds in satellite imagery // Advances in Geoscience and Remote Sensing. 2009. P. 303–316.
  27. 27. King M.D., Platnick S., Menzel W.P., Ackerman S.A., Hubanks P.A. Spatial and temporal distribution of clouds observed by MODIS onboard the Terra and Aqua satellites // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2013. V. 51. P. 3826–3852.
  28. 28. Kumar A. Long term (2003–2012) spatio-temporal MODIS (Terra/Aqua level 3) derived climatic variations of aerosol optical depth and cloud properties over a semi arid urban tropical region of Northern India // Atmos. Environ. 2014. V. 83. P. 291–300.
  29. 29. LAADS DAAC [electronic resource] / Level-1 and Atmosphere Archive & Distribution System Distributed Active Archive Center. – URL: https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov (access data 01.10.2023).
  30. 30. Li Q., Groß S. Satellite observations of seasonality and long-term trends in cirrus cloud properties over Europe: investigation of possible aviation impacts // Atmos. Chem. Phys. 2022. V. 22. P. 15963–15980.
  31. 31. Li Y., Gu H. Relationship between middle stratiform clouds and large scale circulation over eastern China // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L09706. DOI:10.1029/2005GL025615.
  32. 32. Lomakina N.Y., Lavrinenko A.V. Modern trends of temperature of the atmospheric boundary layer over Siberia // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35. P. 378–386.
  33. 33. Martin A.C. et al. Transport of pollution to a remote coastal site during gap flow from California’s interior: impacts on aerosol composition, clouds, and radiative balance // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. № 2. P. 1491–1509.
  34. 34. Matuszko D., Weglarczyk S. Long-term variability of the cloud amount and cloud genera and their relationship with circulation (Krakow, Poland) // Int. J. Climatol. 2018. V. 38. P. e1205-e1220.
  35. 35. MODIS Land [electronic resource] / MODIS Land Science Team. – URL: https://modis-land.gsfc.nasa.gov/index.html (access data 01.10.2023).
  36. 36. Mohr S., Wandel J., Lenggenhager S., Martius O. Relationship between atmospheric blocking and warm-season thunderstorms over western and central Europe // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2019. V. 145. № 724. P. 3040–3056.
  37. 37. Mokhov I.I. Specific features of the 2010 summer heat formation in the European territory of Russia in the context of general climate changes and climate anomalies // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2011. V. 47. 653–660.
  38. 38. Mokhov I.I., Chernokulsky A.V., Osipov A.M. Atmospheric centers of action in the Northern and Southern hemispheres: features and variability // Russ. Meteorol. Hydrol. 2020. V. 45. P. 749–761.
  39. 39. Ramanathan V., Cess R.D., Harrison E.F., Minnis P., Barkstrom B.R., Hartmann D.L. Cloud-radiative forcing and climate: Results from the Earth Radiation Budget Experiment // Science. 1989. V. 243. P. 57–63.
  40. 40. Schiffer R.A., Rossow W.B. The International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP): The first project of the World Climate Research Programme // Bull. Amer. Met. Soc. 1983. V. 64. № 7. P. 779–784.
  41. 41. Shakina N.P., Ivanova A.R. The blocking anticyclones: the state of studies and forecasting // Russ. Meteorol. Hydrol. 2010. V. 35. P. 721–730.
  42. 42. Stubenrauch C.J. et al. Assessment of global cloud datasets from satellites: Project and database initiated by the GEWEX Radiation Panel // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2013. V. 94. P. 1031–1049.
  43. 43. Su H., Jiang J.H. Tropical clouds and circulation changes during the 2006/07 and 2009/10 El Ninos // J. Climate. 2013. V. 26. P. 399–413.
  44. 44. The Earth Observator [electronic resource] / Land Surface Temperature Anomaly, 2000 – 2023. – URL: https://earthobservatory.nasa.gov/global-maps/MOD_LSTAD_M (access data 01.10.2023).
  45. 45. Tritscher I. et al. Polar stratospheric clouds: Satellite observations, processes, and role in ozone depletion // Reviews of geophysics. 2021. V. 59. № 2. P. e2020RG000702.
  46. 46. University of Wyoming [electronic resource] / Department of Atmospheric Science. – URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html (access data 01.10.2023).
  47. 47. Zhao M., Zhang H., Wang H., Zhou X., Zhu L., An Q., Chen Q. The change of cloud top height over East Asia during 2000–2018 // Adv. Clim. Chang. Res. 2020. V. 11. № 2. P. 110–117.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library