Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний



Скачать 77.61 Kb.
Дата11.02.2013
Размер77.61 Kb.
ТипДокументы
П.П.Васильев, Г.С.Булдовский
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха

по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток

на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний


Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха, разработанный в Гидрометцентре России (автор П.П.Васильев), основан на реализации программно-технологического комплекса адаптивной статистической модели среднесрочного прогноза и использует статистическую интерпретацию результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы ECMWF (Reding) и UKMO (Exeter).

В оперативную практику Гидрометцентра России внедрена и в течение длительного времени используется технология построения численных статистических моделей для прогноза элементов погоды (схема РЭП - расчет элементов погоды) с использованием таких алгоритмов, как метод дискриминантного анализа, пошаговые регрессионные алгоритмы с динамическим отбором предикторов на каждом этапе; алгоритм усвоения, контроля и восстановления данных (уровня 2) для сбора и архивации их в среднесрочной проблемно-орентированной базе данных (СПОБД), необходимой при численной интерпретации; создана справочно-информационная база (SNOB, SNOBIK) для комплектации и распространения прогностической продукции пользователям. Изучение климатического режима и пространственно-временной структуры основных метеорологических элементов (температуры и др.) позволило корректно осуществлять построение вышеперечисленных алгоритмов.

Технология предусматривает возможность формирования выпускаемой продукции различными алгоритмами, районирования по энергосистемам, бассейнам рек, побережьям морей, по территории субъектов Российской Федерации и отдельным пунктам. Система связана с метеорологическими каналами связи, почтовыми серверами и осуществляет, в дополнение к расчёту прогнозов, накопление и поддержание базы данных (уровней 2 и 3), выполняет оценку оправдываемости прогностической продукции и её распространение потребителям (в том числе территориальные УГМС).
Численная адаптивная статистическая модель строится заново для каждой географической точки, для каждой даты и заблаговременности прогноза, и использует синхронные прогностические связи. Прогноз осуществляется раздельно для минимальной и максимальной температур воздуха.

В соответствии с Планом испытаний Росгидромета с апреля 2005 г по август 2006 г. проводилась оценка успешности прогнозов минимальной (Тmin) и максимальной (Тmax) температуры воздуха с заблаговременностью до трех суток по Москве и до пяти суток по Московской области, составляемых в оперативном режиме в рамках данной технологии. Оценки рассчитывались путем сравнения прогнозов с данными наблюдений на метеорологических станциях Москвы и области (7 станций Москвы и 14 станций Московской области). При расчете оценок прогнозов температуры по Москве, выполнено также сравнение прогнозов с данными наблюдений на одной станции (ВВЦ). При этом оправдываемость оказывалась в среднем несколько выше (на 1-2%), чем при расчетах по данным наблюдений на 7 станциях, результаты которых приведены в статье. В период испытаний выполнялось сравнение успешности прогнозов по схеме РЭП с оперативными прогнозами синоптиков Московского гидрометбюро и Гидрометцентра России, гидродинамическими прогнозами минимальной и максимальной температуры воздуха (автор Л.В.Беркович) и инерционными прогнозами.
Оценка прогнозов температуры воздуха по Москве
Средние за период испытаний с апреля 2005 г. по март 2006 г. характеристики успешности прогнозов экстремальных значений приземной температуры воздуха по Москве, рассчитываемые по схеме РЭП, в сравнении с успешностью прогнозов синоптиков Московского гидрометбюро (прогнозы на первые сутки) и синоптиков Гидрометцентра России (прогнозы на вторые - третьи сутки), а также с гидродинамическими (автор Л.В.Беркович) и инерционными прогнозами приведены в табл. 1. В таблице показаны средние ошибки прогнозов, обеспеченность прогнозов при различных абсолютных ошибках, оправдываемость по Наставлению [1] (Рн) и превышение оправдываемости методического прогноза над оправдываемостью инерционного прогноза (Рнин). Как показано в табл. 1, средние абсолютные ошибки прогнозов Тmin и Тmax за период испытанийпо схеме РЭП на первые сутки составили 1,9%, на вторые сутки 2,0-2,1% и на третьи сутки 2,2-2,3%. Оправдываемость по Наставлению соответственно для минимальной и максимальной температуры составила 87-86% на первые сутки, 86-82% на вторые сутки и 81-78% на третьи сутки с превышением над оправдываемостью инерционного прогноза от 8-13% на первые сутки до 26% на третьи сутки. Оправдываемость прогнозов РЭП в среднем на 2-4% была ниже оправдываемости прогнозов, составленных синоптиками. Сравнение прогнозов РЭП с гидродинамическими прогнозами на первые сутки (предстоящая ночь и следующий день) показало практически совпадение успешности прогнозов Тmax, а прогнозы Тmin схемы РЭП уступали в среднем 5% по оправдываемости и 0,3%по абсолютной ошибке численным прогнозам.

Проведенный в период испытаний анализ успешности прогнозов РЭП отдельно для холодного и теплого полугодий показал практически одинаковую успешность прогнозов Тmax по полугодиям, но при этом прогнозы Тmin в теплое полугодие на 16-22% превышали оправдываемость прогнозов Тmin в холодное полугодие. В холодное полугодие зафиксированы существенные отрицательные систематические ошибки прогнозов минимальной температуры воздуха по Москве (1,3-1,7%), а в теплое полугодие таких ошибок не отмечено. В теплые месяцы 2006 г. (с мая по август) успешность прогнозов РЭП была выше успешности прогнозов в теплый сезон 2005 г. и превышала успешность синоптических прогнозов Тmin и Тmax на первые и вторые сутки и прогнозов Тmin на третьи сутки (рис. 1). В эти месяцы абсолютные ошибки прогнозов РЭП изменялись от 1,4% на первые сутки до 1,7-2,1% на третьи сутки.

При анализе распределения ошибок прогнозов по месяцам в течение периода испытаний (рис. 1) наибольшие значения абсолютных ошибок прогнозов минимальной температуры отмечались в декабре-январе (от 3оС на первые сутки до 3,7оС на третьи сутки) и марте (2,5-3оС). Наибольшие ошибки прогнозов максимальной температуры (около 2,5-3оС) зарегистрированы в переходные сезоны 2005 г. (апрель-май и сентябрь-октябрь). В остальные месяцы ошибки прогнозов были небольшие и находились в пределах 1-2оС.

В период испытаний был выполнен анализ успешности прогнозов температуры при резких ее изменениях (РИП), что указывало на быструю перестройку атмосферных процессов и прохождение фронтов. В табл. 2 приведена успешность прогнозов минимальной и максимальной температуры для случаев изменения фактической температуры воздуха на 10оС в течение первых суток прогноза. Из таблицы видно, что успешность прогнозов РЭП близка к успешности синоптических прогнозов и значительно превосходит успешность инерции, оправдываемость которой при таких условиях равна нулю. При этом в холодное полугодие заметно более высокие оценки имели прогнозы Тmax, а в летнее Тmin.

Оценка прогнозов температуры воздуха по Московской области
Средние абсолютные ошибки прогнозов Тmin и Тmax за период испытаний по схеме РЭП изменялись от 2,1-1,8оС на первые сутки до 3,1-3,3оС на пятые сутки (табл.3). Оправдываемость по Наставлению составила соответственно для Тmin и Тmax 93-97% на первые сутки и 82-79% на пятые сутки с превышением над инерцией от 11-9% на первые сутки до 19-22% на пятые сутки. Успешность прогнозов РЭП в среднем была весьма близка к успешности прогнозов синоптиков для всех заблаговременностей и только на пятые сутки оправдываемость прогноза Тmax по схеме РЭП в среднем около 6% уступала прогнозам синоптиков.

Анализ успешности прогнозов РЭП отдельно для холодного и теплого полугодий по области, также как и по Москве, показал практически одинаковую успешность прогнозов Тmax по полугодиям, в то же время прогнозы Тmin в теплое полугодие на 10-20% превышали оправдываемость прогнозов Тmin в холодное полугодие. В отличие от Москвы, по области в холодное полугодие зафиксированы существенно меньшие отрицательные систематические ошибки прогнозов минимальной температуры воздуха.

В теплые месяцы 2006 г. (с мая по август) успешность прогнозов РЭП была наиболее высокой и превышала успешность синоптических прогнозов Тmin и Тmax на первые, вторые и третьи сутки, на четвертые сутки только прогнозы Тmin по схеме РЭП были несколько лучше прогнозов синоптиков, а прогнозы Тmax на 2% ниже синоптических прогнозов (рис.2). Оправдываемость прогнозов синоптиков на пятые сутки была выше оправдываемости прогнозов РЭП на 2-5%.

При резких изменениях фактической температуры воздуха (РИП) успешность прогнозов по схеме РЭП немного уступала синоптическим прогнозам (табл. 4).

Центральная методическая Комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам Росгидромета на своем заседании 9 ноября 2006 г., рассмотрев результаты испытаний, рекомендовала следующее (Решение ЦМКП от 09.11.2006 г.).

Внедрить в Гидрометцентре России усовершенствованную технологию составления краткосрочных и среднесрочных прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха (РЭП – расчет элементов погоды), основанную на статистической интерпретации выходной продукции гидродинамических моделей атмосферы.

Использовать прогнозы минимальной и максимальной температуры воздуха, составляемые в рамках технологии РЭП, в оперативной практике Гидрометцентра России и Московского Гидрометбюро в качестве основных расчетных по Москве на вторые-третьи сутки и по Московской области на первые-пятые сутки.

В течение 2007 г. рекомендовано провести дополнительные испытания прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха на текущий день и последующие сутки (на 12, 24 и 36 ч) по Москве, составляемых по технологии РЭП, в сравнении с данными наблюдений, а также провести сравнение с рекомендованными к внедрению методами краткосрочного прогноза экстремальной температуры воздуха.


Cписок литературы


  1. Васильев П.П., Васильева Е.Л. Система статистической интерпретации выходной продукции гидродинамических моделей для среднесрочного прогноза погоды// Сб.70 лет Гидрометцентру России, СПб.: Гидрометеоиздат, 1999.-С.118-133.

  2. Наставление по краткосрочным прогнозам общего назначения. РД 52.88.629-2002, СПб.:Гидрометеоиздат.-2002.-42с.











Похожие:

Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний icon4. Абсолютные и среднеквадратические ошибки прогнозов приземной температуры воздуха по станциям Европейской территории России, рассчитанные на основе различных гидродинамических моделей циркуляции атмосферы
На рисунке использованы следующие условные обозначения гидродинамических моделей атмосферы фгбу «Гидрометцентр России» и зарубежных...
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconУсовершенствованная региональная 30-уровенная гидродинамическая модель прогноза полей метеорологических элементов заблаговременностью до 48 ч высокого пространственного разрешения и результаты ее оперативных испытаний

Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconН. И. Якимова Результаты оперативных испытаний метода прогноза полезного притока в оз. Байкал на III квартал
Результаты оперативных испытаний метода прогноза полезного притока в оз. Байкал на III квартал
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconНа графике показано изменение температуры воздуха в некотором населенном пункте на протяжении трех суток, начиная с 0 часов субботы
На оси абсцисс отмечается время суток в часах, на оси ординат — значение температуры в градусах. Определите по графику наименьшую...
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconОценки ретроспективных и оперативных прогнозов средней месячной температуры воздуха и месячных сумм осадков, составленных
На материалах 24-летних независимых прогнозов за 1979-2002 гг., рассчитанных с большой заблаговременностью методом многофакторной...
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconНа основе технологии рэп по областным центрам территории ответственности центрально-черноземного угмс
Опыт практического использования прогнозов экстремальной температуры воздуха с заблаговременностью до 3 сут
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconО результатах испытания гидродинамического прогноза осадков на основе региональной модели прогноза метеорологических элементов заблаговременностью до 48 ч в теплый период года

Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconО результатах производственных испытаний методов прогноза урожайности сена многолетних, однолетних и естественных трав по Омской области
Разработка метода прогноза осуществлялась путём построения физико-статистических моделей
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconПирометр, бесконтактный ик-термометр Optris ms
Просто наведите пирометр на объект, нажмите курок и получите показания температуры на дисплее. Дополнительные функции такие как,...
Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы и результаты оперативных испытаний iconО результатах испытания методов прогнозов метеорологических полей геопотенциала, ветра, температуры воздуха и метода прогноза осадков
Дальневосточном угмс проводились испытания разработанной в отделе краткосрочных прогнозов Гидрометцентра России (автор В. М. Лосев)...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org