Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период



Скачать 345.3 Kb.
страница1/3
Дата11.07.2014
Размер345.3 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3
М.Я. Здерева, Г.П.Торубарова, М.В Виноградова

Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период
Специалистами лаборатории среднесрочных прогнозов погоды СибНИГМИ, отдела автоматизации и новых технологий прогнозов погоды Гидрометцентра ГУ Новосибирский ЦГМС-Р были разработаны метод и технология прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области. Данная работа проводилась с учетом потребностей гидрометеорологического обеспечения отраслей экономики (главного управления благоустройства и озеленения при мэрии г. Новосибирска, территориального управления автомобильных дорог Новосибирской области и др.). Она явилась также продолжением исследований, нацеленных на разработку методов прогнозов погоды на средние сроки (до 5 сут).

Оперативные испытания метода проводились в Гидрометцентре ГУ Новосибирский ЦГМС-Р в период ноябрь 2005г. - март 2006 г. Исходной информацией для прогнозов осадков явилась прогностическая продукция ЕЦСПП (Рединг) и РСМЦ (Эксетер), поступающая в коде СRIВ (давление у поверхности Земли, геопотенциал изобарической поверхности 500 гПа, температура воздуха на изобарической поверхности 850 гПа), а также фактические значения количества осадков на гидрометеорологических станциях Новосибирской области.

В процессе разработки метода авторами был определен набор потенциальных предикторов, уточнены условия формирования осадков различных классов на юге Западной Сибири. Окончательный вариант расчета осадков состоит из нескольких этапов: - оценка синоптической ситуации по значениям определяющих предикторов,

- формирование обучающей выборки из ближайших аналоговых ситуаций,

- восстановление количественных значений осадков по прогностическим полям,

- анализ результатов всех ветвей с целью получения окончательного прогноза по пунктам области.

Новый метод прогноза осадков на 1-5 сут по станциям Новосибирской области функционирует в единой технологии с уже существующими и применяемыми в оперативной работе Гидрометцентра ГУ Новосибирский ЦГМС-Р методами среднесрочных прогнозов. Исходные данные для расчета прогноза используются из базы данных ГИС-Метео.

Оценка успешности прогнозов осадков проводилась в соответствии с действующимте «Наставлением по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения» (РД 52.88.629-2002) и «Методическими указаниями по проведению производственных испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов» (РД 52.27.284-91). Для оценки использовались ежедневные метеорологические сведения о количестве осадков на 29 станциях Новосибирской области, поступающие в ГУ Новосибирский ЦГМС-Р в коде КН-01 и используемые для оценки оперативных прогнозов. Методические и оперативные прогнозы рассчитывались для 29 станций Новосибирской области.

Оценка оперативных прогнозов осуществлялась вручную, методических прогнозов на 1-5 сут - в автоматическом режиме. Расчеты прогнозов осадков производились на ПЭВМ.

Всего за период испытания на первые сутки было рассчитано по 132 прогноза осадков для каждой станции Новосибирской области. Сравнительная оценка методических прогнозов осадков с оперативными прогнозами показала (табл.1), что общая оправдываемость методических прогнозов о осадков на ночь составила 80%, а на день -79% Это на 11-13% выше оправдываемости оперативных прогнозов (67-68%). Следует отметить, что качество прогнозов осадков согласно нового «Наставления...» характеризуется оправдываемостью прогнозов факта наличия, либо отсутствия осадков и их количества. В целом, оправдываемость прогнозов рассчитывается как среднее значение из этих характеристик. Следующие две характеристики качества – (наличие и отсутствие осадков) - также выше у методических прогнозов. Оправдываемость прогнозов наличия осадков на ночь и день составляет соответственно 73% и 74%, что выше уровня прогнозов синоптиков на 2-6%. Отсутствие осадков предсказывается более успешно теми и другими прогнозами. Тем не менее методические прогнозы имели оправдываемость 93%на ночь и 91% на день, что на 8-15% выше оправдываемости оперативных прогнозов.

Анализ оправдываемости прогнозов осадков по месяцам за исследуемый период позволил выявить, что в январе 2006 г. методические прогнозы были менее удачны (74%), но лучше, чем у синоптиков (69-72%). У синоптиков самыми неудачными были прогнозы осадков в феврале (60-62%) и марте (57-61%). В эти месяцы в большинстве дней синоптиками прогнозировались осадки, т.е. преобладал элемент «перестраховки» и прогнозы наличия осадков имели успешность всего лишь 49-63%.

Так как испытываемый метод дает детализированный по территории прогноз, то представляло интерес проанализировать оправдываемость прогнозов для каждой станции (табл.2). По новому методу для всех станций оправдываемость прогнозов на ночь превышает 70% и, почти, для 50% станций оправдываемость колеблется в пределах от 80% до 85%. чего не наблюдалось у оперативных прогнозов. Прогнозы осадков по станциям на день у нового метода оказались менее удачны. Только для 27% станций оправдываемость составляет 80-81%, однако в целом преимущество методических прогнозов над синоптическими прогнозами также очевидно (79-80% против 67-68%).

Отмечена высокая оправдываемость прогнозов осадков на ночь по следующим станциям: Венгерово (84%), Усть-Тарка (85%), Кочки (85%), Коченево (84%), Чулым (84%); на день-Барабинск (80%), Татарск (80%), Венгерово (81%), Чистоозерное (80%), Довольное (81%), Болотное (81%), Чулым (80%). Оправдываемость прогнозов ночных осадков по новому методу в Новосибирске составила 82%, дневных 74%, что также выше, чем в оперативных прогнозах (соответственно 74% и 69%).

Сравнение успешности оперативных и методических прогнозов осадков по четырем районам Новосибирской области представлено в табл.3. Станции по районам области сгруппированы следующим образом:

- северо-западный район (Барабинск, Венгерово, Кыштовка, Северное, татарск, Убинское, Чаны, Усть-Тарка, Чистоозерное);

- юго-западный район (Баган, Довольное, Здвинск, Карасук, Купино, Кочки, Краснозерск);

- северо–восточный район (Болотное, Каргат, Колывань, Коченево, Мошково, Тогучин, Чулым);

- юго-восточный (Искитим, Маслянино, Ордынское, Сузун, Посевная). В таблице отдельно представлен г. Новосибирск.

Как видно из табл.3, в целом по всем районам области методические прогнозы имеют оправдываемость на


5%- 14% выше. Оправдываемость прогнозов осадков на ночь по новому методу колеблется от 79% до 82%, днем амплитуда оправдываемости немного меньше и составляет от 77% до 79%. Оперативные прогнозы осадков по аналогичным районам имеют оправдываемость несколько ниже: ночью 65-73%, днем 67-74%.

Среди четырех рассматриваемых районов более удачными оказались прогнозы по северо-востоку, причем, как методические (79-82%), так и в оперативные (73-74%). Анализируя таблицу оправдываемости прогнозов по районам, можно также отметить, что новый метод имеет некоторое преимущество (80-82%) в прогнозировании осадков на ночь по северной части территории области, включающей северо-запад и северо-восток. А оперативные прогнозы более успешны по восточной зоне (69-73%), включающей северо-восток, юго-восток и практически с той же долей вероятности (68-73%) оправдываются по северной зоне. Успешность прогнозирования осадков на день по всем четырем районам на основе испытываемого метода практически одинакова (77-79%), а синоптики днем менее удачно (67-69%) прогнозируют осадки по западной части области (северо-запад и юго-запад) и более удачно (72-74%) - по восточной части (северо-восток и юго-восток).

Как уже было сказано выше, новый метод прогнозирует осадки на 5 сут по территории Новосибирской области. За период ноябрь 2005-март 2006 года составлено для каждой заблаговременности и станции по 660 прогнозов. В среднем за 5 суток оправдываемоегь прогнозов осадков на ночь составила 78%, на день - 77% (табл.4). Как показал анализ этой таблицы, успешность прогнозов осадков, как на ночь, так и на день с увеличением заблаговременности понижается, хотя и незначительно: ночью от 80% на

первые сутки до 77% - на пятые, днем от 79% на первые сутки до 74% - на пятые. Оправдываемость прогноза наличия осадков в среднем за 5 сут составила для ночи 59%о, днем несколько выше - 66%>. В этом виде прогнозов, как на ночь, так и на день следует отметить большие колебания в оправдываемости прогнозов осадков в пределах от 35 до 73% в зависимости от заблаговременности. Подобная ситуация отмечается и в прогнозах отсутствия осадков на ночь и только в прогнозах отсутствия осадков на день прослеживается зависимость от заблаговременности. В первые и вторые сутки прогнозы имеют оправдываемость 91%, а далее происходит понижение оправдываемости только до 88%.

Проведенный анализ полученных результатов по месяцам показал, что более высокая оправдываемость прогнозов осадков оказалась в декабре 2005 г. для любой заблаговременности и составила для ночи 82,7 - 84,7%, для дня - 79,7 - 86,4%. Менее удачными (68,4 - 76%) были прогнозы в январе 2006г.

Метод прогноза зимних осадков по районам Новосибирской области позволяет прогнозировать осадки по различным градациям: снег (включая небольшой снег) от 0,2 до 5мм; сильный снег - более 5мм. Анализ предупрежденности различного класса осадков на 1-5 сут (табл.5), показал, что, в целом на 5 суток, предупрежденность класса «снег» (небольшой снег) лучше и составляет 61%, днем несколько хуже - 56%. Наименьшую предупрежденность имели осадки в декабре (ночь - 55%, день - 53%). Предупрежденность этого класса осадков в ночное время колеблется не зависимо от заблаговременности. В дневное время четко прослеживается связь предупрежденности осадков и заблаговременности: с увеличением заблаговременности предупрежденность осадков (снега) от 0,2 до 5 мм снижается от 64% до 50%). Предупрежденность сильного снега, как и любого другого опасного явления, оставляет желать лучшего. В целом за 5 сут не предупреждены ночью сильные осадки ни разу, хотя за исследуемый период они наблюдались в 9 случаях (14, 15 и 19 января, 5 ноября, 7 и 10 февраля; 7 и 31 марта, 1 апреля). Днем результаты немного лучше, но лишь около 10% сильных осадков может предупредить данный метод. Фактически в дневное время выпадение сильных осадков отмечалось 7 раз (14 и 15 января, 2 и 7 ноября,6 февраля, 28 и 31 марта). Оперативные прогнозы также высокой предупрежденностью не отличаются (анализ проведен лишь для прогнозов суточной заблаговременности, так как на последующие сутки прогнозы осадков отдельно по станциям Новосибирской области синоптиками не составляются). У синоптиков предупрежденность сильных осадков в прогнозах на 24 ч составила 22% , а на 36 ч - 14%. Хотя результаты оценки предупрежденности сильного снега не обнадеживают, но преимущество нового метода в большой заблаговременности прогнозов класса опасного явления. Так, заблаговременностью трое-четверо суток метод хотя и с небольшой (около 20%) долей вероятности, но предупреждает о наличии сильных осадков, тем самым дает возможность синоптику обратить более пристальное внимание на осадки. В качестве примера можно привести прогноз на день 7 ноября, когда по новому методу ожидались сильные осадки (до 8-9 мм) заблаговременностью от 2 до 4 суток. Фактически 7 ноября днем выпало на 3 станциях от 5 до 7 мм.

В настоящее время в оперативной практике Гидрометцентра ГУ Новосибирский ЦГМС-Р для прогноза осадков на 1-5 сут используется метод прогноза полусуточных, суточных сумм осадков по дням пятидневки по районам Урало-Сибирского региона» (автор И.Г.Храмцова и др., СибНИГМИ). Представляло интерес сравнить оба метода. Однако, основу районирования метода (автор И.Г.Храмцова) составляют климатические данные по месячному количеству осадков и числу дней с осадками, а также административное деление территории Урало-Сибирского региона. Территория Новосибирской области у этого автора состоит также из 4-х районов, но по станциям это распределение отличается от выше упомянутого и выглядит следующим образом: 12 район - Кыштовка, Северное, Крещенка; 13 район - Татарск, Барабинск, Убинское; 14 район - Купино, Карасук, Красноозерск; 17 район - Пихтовка, Чулым, Черепаново, Ордынское, Маслянино, Болотное, Новосибирск. Чтобы можно было произвести сравнение этих двух методов, М.Я. Здеревой была подготовлена новая программа расчета прогноза осадков, соответствующая районированию на основе метода И.Г.Храмцовой. Для сравнения были оценены прогнозы за период с 7 декабря 2005г. по 15 марта 2006г., всего 61 прогноз. Анализ табл.6 позволил выявить преимущество (на 3-4%) нового метода. Так, оправдываемость прогнозов ночных осадков составила 77%, дневных - 80%. Преимущество в оправдываемости осадков по новой модели отмечено для всех заблаговременностей от одного до пяти суток.

Для более полной оценки успешности предложенного к испытанию нового метода согласно «Методических рекомендаций...» была проведена статистическая оценка прогнозов осадков. Качество прогнозов оценивалось по следующим критериям (табл.7): абсолютная ошибка (), систематическая ошибка (), относительная ошибка (), критерий качества Пирси-Обухова (Т). Величина абсолютной ошибки прогнозов осадков составляет 0,29 мм, что превышает критерий допуска согласно «Наставлению...» (до 0,1мм) и может отражаться на качестве прогнозов отсутствия осадков. Систематическая ошибка прогнозов позволяет судить о так называемой «фоновой» погрешности и ее положительные значения указывают на систематическое завышение прогностических значений осадков, а относительная ошибка и критерий Пирси-Обухова соответствуют удовлетворительному качеству прогноза.

Авторские испытания метода были проведены на материале декабря 2004г. и января-марта 2005г. Оправдываемость прогнозов осадков за указанный период проверки на 1-5 сутк составила 77-82%, что, в целом, нашло подтверждение при проведении производственных испытаний (77-78%).

По результатам производственных испытаний необходимо отметить ряд достоинств:

- впервые разработан метод, позволяющий составлять детализированный прогноз осадков по станциям на территории Новосибирской области заблаговременностью от 1 до 5 сут, в тотвремя как использовавшийся до настоящего времени в оперативной работе метод прогнозирует среднее количество осадков;

- метод объективен и функционирует в едином комплексе с уже действующих технологией среднесрочного прогноза метеорологических элементов и явлений погоды.

Учитывая выше изложенное, Технический совет ГУ Новосибирский ЦГМС-Р от 23 мая 2006г. принял следующее решение:

- рекомендовать метод прогноза осадков в холодный период по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области (автор М.Я.Здерева ) к внедрению в оперативную работу Гидрометцентра ГУ Новосибирский ЦГМС-Р в качестве основного расчетного метода с первого ноября 2006 г.;

-применяемый в настоящее время в оперативной работе метод прогноза суточных и
полусуточных сумм осадков на территории Новосибирской области по дням на 1-5 сут
(автор И.Г.Храмцова и др.,СибНИГМИ) использовать в качестве вспомогательного.

- поручить ЗапСибРВЦ совместно с автором и обеспечить в оперативном режиме регулярное прогнозирование осадков на 1-5 сут по районам Новосибирской области в


холодны (ноябрь-март) период и их оценку;

- автору до 1.10.06 г. передать в ЗапСибРВЦ программное обеспечение для проведения на ПЭВМ оперативных расчетов прогнозов осадков по административным районам Новосибирской области на 1-5 сут в холодный период;

- рекомендовать автору продолжить исследования, направленные на улучшение прогнозов количества осадков, особенно класса
«сильный снег», в целях повышения качества предупрежденности неблагоприятного и
опасного явления и по прогнозированию осадков на теплый период года (апрель-октябрь) по
административным районам Новосибирской области;

- считать целесообразным Гидрометцентру по материалам оперативного использования метода прогноза осадков по административным районам Новосибирской области на 1 -5 сут в течение 2006-2007 гг. провести в 2008 г. повторный сравнительный анализ результатов предупрежденности осадков класса «сильный снег» с учетом расчетов прогнозов по методу И.Г.Храмцовой.











Таблица 1

Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов осадков на сутки по станциям Новосибирской области в целом

за период ноябрь 2005г.- март 2006г.

Прогноз

Месяц

Колическтво прогнозов

Оправдываемость прогнозов

прогнозов



общая

наличия осадков

отсутствия осадков

ночь

день

ночь

день

ночь

день

методический

ноябрь

26

80

75

81

67

94

86

декабрь

26

84

86

80

87

92

92

январь

25

74

74

77

78

87

86

февраль

28

80

80

62

68

97

96

март

27

81

78

65

69

95

95

итого

132

80

79

73

74

93

91

оперативный

ноябрь

26

78

86

75

88

75

75

декабрь

26

67

65

77

73

98

93

январь

25

72

69

78

83

87

68

февраль

28

62

60

49

51

81

74

март

27

57

61

57

63

84

71

итого

132

67

68

67

72

85

76

  1   2   3

Похожие:

Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период 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...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconО результатах испытания гидродинамического прогноза осадков на основе региональной модели прогноза метеорологических элементов заблаговременностью до 48 ч в теплый период года

Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период 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)...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconВ. В. Иванов Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики
Результаты испытаний усовершенствованного макроциркуляционного метода фонового прогноза для шельфовых районов Западной Арктики
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconО результатах опытного применения метода прогноза сильного (25 м/с и более) ветра на 1-з сут по территории Новосибирской области и Алтайского края в теплый период года
Урало-Сибирского региона для холодного периода года (автор М. Я. Здерева). Позднее аналогичный метод был разработан для теплого периода....
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconПроект постановления Правительства Новосибирской области от №
О мероприятиях по подготовке объектов энергетики, жилищно-коммунального хозяйства и социально-культурной сферы в Новосибирской области...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconПроект постановления Правительства Новосибирской области от №
О мероприятиях по подготовке объектов энергетики, жилищно-коммунального хозяйства и социально-культурной сферы в Новосибирской области...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период 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...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период 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...
Результаты испытания метода прогноза осадков по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области в зимний период iconПредложения в план работы администрации Губернатора Новосибирской области и Правительства Новосибирской области и исполнительных органов государственной власти Новосибирской области на июнь 2012года Министерство сельского хозяйства Новосибирской
Аместителей Губернатора Новосибирской области, членов Правительства Новосибирской области, руководителей структурных подразделений...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


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