В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики



Скачать 109.77 Kb.
Дата04.03.2013
Размер109.77 Kb.
ТипДокументы

В.В.Иванов




Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики

В отделе долгосрочных метеорологических прогнозов Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (АНИИ) более 50 лет изучаются закономерности в развитии атмосферных процессов различного пространственно-временного масштаба в целях разработки различных способов долгосрочных и сверхдолгосрочных метеорологических прогнозов для полярных областей планеты макроциркуляционным методом [2, 3, 5]. Совершенствование и развитие макроциркуляционного метода исследования атмосферных процессов и их прогноза ведется на основе концепции обусловленности процессов в полярном районе и его регионах от крупномасштабных процессов в системе общей циркуляции атмосферы и в цепи их последовательного и непрерывного развития не только по календарным периодам осреднения (декада, месяц, сезон и т.д.), а и по естественным стадиям однонаправленного развития процессов (ЕСР) [1, 3, 6].

Естественные стадии различного пространственно-временного масштаба отражают характер квазиоднородных периодов циркуляции, связанных с перестройкой атмосферных процессов. В оперативном режиме диагностируются текущие атмосферные процессы и выделяются ЕСР различной продолжительности:

- элементарный синоптический процесс продолжительностью 3-7 дней (ЭСП);

- однородный циркуляционный период 7-15 дней (ОЦП);

- однородный внутригодовой период 3-7 месяцев (ОВП);

- стадии эпох 3-7 лет;

- эпохи циркуляции 10 и более лет.

В результате комплексного аэросиноптического анализа устанавливаются границы и продолжительность ЕСР, которые фиксируются в различных каталогах.

Другим основополагающим принципом макроциркуляционного метода изучения атмосферных процессов в полярных районах является то, что процессы в данном районе тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены с другими районами планеты. Характер изменчивости крупномасштабных процессов диагностируется состоянием термобарической волны северного полушария и представляется в трех основных формах циркуляции и их разновидностей на пространстве умеренной и полярной зоны северного полушария [4, 5].

С учетом введенных основных понятий (форм циркуляции и естественных стадий развития и перестроек процессов) проводится сбор, обработка, комплексация исходной метеорологической информации, представление ее в виде карт, графическом и табличном виде за различные периоды осреднения по ЕСР.

В последние годы в связи с развитием поисковых работ на шельфовой зоне арктических морей ставятся задачи изучения метеорологических условий над отдельными, локальными районами арктических морей с целью разработки долгосрочных метеорологических прогнозов различной заблаговременности для различных нефтегазовых месторождений на шельфовой зоне арктических морей.
Использование шельфовой и прибрежной зон Российской Арктики является важной государственной задачей. Особое значение приобретает знание гидрометеорологических условий в локальных районах шельфа арктических морей.

В период 1998-2000 гг. проводились исследования атмосферных процессов различного пространственно-временного масштаба с целью усовершенствования макроциркуляционного метода прогнозов для локальных районов шельфовой зоны в западных морях Российской Арктики. Результаты исследования показали, что несмотря на сложность взаимосвязей между элементами макроструктуры циркуляции атмосферы, множественность их возможных состояний и сочетаний при влиянии на региональные особенности адвекции воздушных масс, в эволюции макросиноптических процессов выявляются определенные закономерности их развития. Опираясь на эти закономерности, можно решать задачи долгосрочных прогнозов погоды с их внутримесячной детализацией по ЕСР.

На основе полученных в данном исследовании закономерностей развития атмосферных процессов в различные сезоны года и проявления их в адвективно-динамических особенностях в районе западных морей Арктики удалось усовершенствовать фоновые квазиоднородные группы развития атмосферных процессов.

Такие квазиоднородные группы лет являются результатом пространственно-временной классификации макропроцессов северного полушария и Арктики за многолетний ряд наблюдений. Каждая из таких групп объединяет годы с аналогичными стадиями однонаправленного развития процессов во времени на полушарии и в Арктике.

Проведенные исследования выявили ряд специфических особенностей в различные сезоны года в западном районе Арктики. Это позволило более надежно подходить к выбору гомологов, а также выбору определенной группы однородного развития в целях определения наиболее вероятной тенденции развития процессов от исходного к прогностическому периоду.

Учет этих тенденций при составлении как долгосрочных, так и среднесрочных прогнозов, является определяющим фактором для выбора основного варианта лет-гомологов из исторического архива.

Таким образом, группы однородного развития атмосферных процессов различного временного масштаба дают возможность определить наиболее вероятный вариант развития макропроцессов (их тенденцию), а группы гомологов позволяют отразить специфику процессов конкретного года, для которого составляется прогноз.

В рамках совершенствования макроциркуляционного метода анализа атмосферных процессов и составления долгосрочных прогнозов разработан способ прогнозирования метеорологических условий для локальных районов шельфовой зоны западных морей Российской Арктики. Разработана технологическая схема поэтапного составления прогнозов с различной заблаговременностью.

Расчеты прогностических метеорологических характеристик осуществляются средствами синоптического и статистического анализа исторических рядов наблюдений. Комплексация расчетов позволяет использовать результаты, полученные различными авторами.

Технология включает комплекс программных средств для ПЭВМ, обеспечивающих поддержание банка данных метеорологической информации; диагноз текущих атмосферных процессов; определение форм и типов циркуляции и их разновидностей в Арктике, выделение границ смены естественных стадий развития процессов и их перестройку различного пространственно-временного масштаба; расчет и объективный анализ полей метеорологических характеристик у поверхности Земли и на высотах за различные периоды осреднения на территории северного полушария и Арктики. Технология работает в среде DOS и Windows, требует ввода текущей метеорологической информации от всех оперативных систем наблюдений Всемирной службы погоды и экспертной интерпретации результатов диагноза текущих и прогнозируемых процессов.

Технология предусматривает визуализацию результатов, их архивацию и оценку качества. Прогностическая информация представляется в виде структурных особенностей атмосферных процессов, расчерченных карт полей давления, температуры воздуха, графического представления временного хода температур воздуха, пояснительного текста.

Испытания метода проводились в отделе долгосрочных метеорологических прогнозов ААНИИ. Период испытаний: январь - декабрь 2001 г. Опытные прогнозы составлялись и оценивались для шельфовых зон на востоке Баренцева, Печорского и юго-западе (ЮЗ) Карского морей.

Содержание и форма прогнозов определены в основном требованиями практики в процессе гидрометеорологического обеспечения мореплавания по трассе Северного морского пути. Прогнозы различной заблаговременности содержат карты среднего давления по ОЦП и ЭСП прогнозируемого периода с указанием траекторий смещения барических образований, преобладающих направлений воздушных потоков с указанием их средних скоростей и возможных усилений, а также преобладающих значений температуры воздуха с возможными их повышениями и понижениями.

Оценка оправдываемости прогнозов производилась путем непосредственного сопоставления предсказанных и фактических значений элементов. При этом оценка успешности прогноза распределения полей давления осуществлялась путем сопоставления прогностических разностей давления между определенными парами станций с фактическими их разностями. Соблюдались основные требования “Руководства по формулировке и оправдываемости прогнозов на 10-12 сут для Арктики”, “Руководства по использованию и оценке долгосрочных прогнозов погоды большой и малой заблаговременности”, “Руководства по месячным прогнозам погоды”.

До настоящего времени отсутствовал метод долгосрочного метеорологического прогноза с детализацией внутримесячного развития процессов для шельфовой зоны Арктики. Поэтому испытание метода метеорологических прогнозов проводилось в оперативном режиме и прогнозируемые элементы погоды учитывались при планировании и обеспечении работ в шельфовой зоне западных морей Российской Арктики: в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) в Баренцевом море; в пункте отгрузки нефти в районе п. Варандей временной рейдовой системы в Печорском море; в районе шельфовой зоны юго-запада Карского моря. Кроме того, в 2001 г. опытные метеорологические прогнозы использовались в ААНИИ в отделе ледового режима и прогнозов и в лаборатории “Арктик-шельф” при составлении ледовых и гидрологических прогнозов.

Фоновый метеорологический прогноз на 2001 г. был выпущен в декабре 2000 г. Каждый месяц рассчитывались прогнозы внутримесячной детализации развития и перестроек процессов по естественным стадиям: ОЦП с заблаговременностью до 30 сут и ЭСП с заблаговременностью до 10-12 сут. Всего за период испытаний для шельфовой зоны западных морей Арктики было предвычислено 43 прогноза по ОЦП и 56 прогнозов по ЭСП (табл.1 и 2).
Таблица 1

Оправдываемость долгосрочного метеорологического прогноза

по однородным циркуляционным периодам (ОЦП), %



Район

прогноза


Оправдываемость прогнозов по метеорологическим элементам, %


поле

давления

направление

воздушных

потоков

температура

воздуха

средняя

по

элементам

п. Варандей

87

82

79

83

ШГКМ

84

81

78

81

ЮЗ Карского моря

81

78

74

78

Средняя

84

80

77

80

Эффективность

16

19

12

16


Таблица 2

Оправдываемость метеорологических прогнозов

с заблаговременностью до 10-12 сут, %






Район

прогноза


Оправдываемость прогнозов по метеорологическим элементам, %


приземное

давление

направление

ветра

скорость

ветра

температура

воздуха

средняя

по

элементам

п. Варандей

92

88

84

88

88

ШГКМ

87

85

78

76

82

ЮЗ Карского моря

89

88

83

80

85

Средняя

89

87

82

81

85

Эффективность

21

24

15

14

18


Средняя оправдываемость фонового прогноза для западных морей Арктики составила:

- для направления воздушных потоков - 82%

- для аномалий температуры воздуха - 78%.

Средние оценки оправдываемости с внутримесячной детализацией процессов по ОЦП полей давления, направления воздушных потоков, температуры воздуха оказались равными соответственно 84, 80 и 77%, а по ЭСП полей приземного давления, направления ветра, скорости ветра, температуры воздуха соответственно составили 89, 87, 82, 81%.

Полученные в процессе испытаний рассматриваемой методики результаты показали повышение оправдываемости для районов шельфовой зоны западных морей Арктики. Метод характеризуется эффективностью по сравнению с климатическими оценками на 12-24%.

В заключение следует отметить, что оправдываемость испытываемого метода прогноза во многом зависит от качества исходной информации. Имеющие место в последние годы понижение надежности данных метеорологической сети станций, закрытие ряда опорных репрезентативных станций в море, а также станций аэрологического зондирования весьма заметно сказывается на надежности анализа и диагноза начальных условий циркуляции атмосферы и погоды в отдельных районах Арктики. Все это приводит к понижению качества прогнозов, особенно при увеличении их заблаговременности.

Учитывая результаты проведенных испытаний, Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам Росгидромета 16 апреля 2002 г. одобрила работу ААНИИ по усовершенствованию метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики. Комиссия согласилась с решением научного совета отдела долгосрочных метеорологических прогнозов ААНИИ от 15 января 2002 г. рекомендовать метод для практического использования в оперативно-прогностической работе ААНИИ.

Список литературы
1. Болотинская М.Ш., Иванов В.В. Синоптико-статистические характеристики изменчивости естественных стадий развития макропроцессов различного временного масштаба//Тр. ААНИИ. —1999. —Т. 441. —С. 6-18.

2. Вангенгейм Г.Я. Основы макроциркуляционного метода долгосрочных метеорологических прогнозов для Арктики//Тр. ААНИИ. —1952. —Т. 34. —314 с.

3. Гирс А.А. Макроциркуляционный метод долгосрочных метеорологических прогнозов.—Л.:Гидрометеоиздат, 1974. —480 с.

4. Иванов В.В. и др. Технология усвоения и представления оперативной метеорологической информации в целях диагноза атмосферной циркуляции//Тр. ААНИИ. —2003. —Т. 445, в печати.

5. Ivanov V.V., Vinogradov N.D. Meteorological forecasts. INSROP WORKING PAPER. NO. 10-1995, 1.6.1. Norvay. —P. 7-23.

6. Ivanov V.V., Vinogradov N.D. Meteorological forecasts. INSROP WORKING PAPER. NO. 36-1996, 1.6.1. Norvay. —P. 7-20.

Похожие:

В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconРезультаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период

В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики 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
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики 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
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconА. И. Усова, Н. И. Колпинов
О результатах испытания метода прогноза видимости в снежной мгле и метели в условиях Арктики в Северном угмс
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconО результатах производственных испытаний метода долгосрочного прогноза средней областной (краевой) и районной урожайности яровой пше­ницы в амбарном весе по территории Новосибирской, Кемеровской, Томской областей и Алтайского края
Метод долгосрочного прогноза средней областной (краевой) и районной уро­жайности яровой пшеницы в амбарном весе разработан в 1996-1999...
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconИспытание метода статистической детализации сезонного прогноза погоды для региона Москвы
В настоящее время во многих центрах мира интенсивно разрабатываются методы численного прогноза на сезон. Результаты подобных прогнозов...
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconО результатах испытаний автоматизированного метода краткосрочного прогноза ежедневных уровней воды в период открытого русла р. Енисей у г. Енисейска
Ны оперативные испытания метода автоматизированного краткосрочного прогноза ежедневных уровней воды в период открытого русла р. Енисей...
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconО результатах испытания метода и технологии прогноза температуры воздуха по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области
И агропромышленного комплекса (апк), заинтересованных в детализированном прогнозе погоды по территории Новосибирской области. Она...
В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconУсовершенствованная региональная 30-уровенная гидродинамическая модель прогноза полей метеорологических элементов заблаговременностью до 48 ч высокого пространственного разрешения и результаты ее оперативных испытаний

В. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики iconМетодика среднесрочного ледового прогноза для Печорского моря на основе численной динамико-термодинамической модели
Арктическом и антарктическом нии (аании) в период 1997-1999 гг была разработана методика численного ледового прогноза для Печорского...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


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