Комплексный прогноз по данным различных атмосферных моделей для городов России и Республики Беларусь

Пояснения к страничке «Комплексный прогноз по данным различных атмосферных моделей»

Предлагаемый сайт содержит комплексный (ансамблевый) прогноз приземной температуры воздуха, количества осадков, точки росы и приземного "фонового" ветра для 224 городов Российской Федерации и 8 городов Республики Беларусь. Исходный срок прогноза 00 и 12 ч ГВ (гринвичского времени). Время готовности прогноза 5 ч 15 мин и 17 ч 15 мин ГВ. Заблаговременность прогнозов от 12 до 120 ч для температуры воздуха и от 12 до 72 ч для осадков, точки росы и ветра при разрешении по времени 6 ч.

Все прогнозы на сайте представлены по местному поясному времени, введенному в 2011 году (напоминаем, что московское время отличается от гринвичского на +3 ч).

На графиках красным цветом (линия и цифры) обозначен прогноз "срочной" температуры воздуха; синим цветом (цифры) - прогноз максимальной и минимальной температуры воздуха; бирюзовая линия - прогноз точки росы. Зелёным цветом (заливка) представлен прогноз количества осадков, если они выпадут в виде дождя; если же ожидается, что прогнозируемые осадки выпадут в виде снега, то на графике они будут обозначены голубым цветом; серым цветом обозначены осадки в виде мокрого снега или снега с дождем. Все осадки даны в мм/6ч. Для ветра черной стрелкой указано направление ветра, а синяя цифра рядом указывает скорость в м/с.

"Срочная" температура соответствует срокам наблюдений 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 и 21 ч ГВ; в это время все метеостанции мира одновременно проводят метеорологические измерения. Минимальная и максимальная температуры воздуха привязаны к тому времени, когда они чаще всего наблюдаются, т.е. это ночь или день.

Измерения минимальной и максимальной температуры воздуха на метеостанциях делаются специальными термометрами, которые измеряют соответствующую температуру за прошедший интервал времени (обычно это 12 ч). Измерения температуры и влажности воздуха проводятся в специальной метеобудке (т.е. в тени) на высоте 2 м над землей.

Направление и скорость ветра на метеостанциях измеряется на высоте 10 м от поверхности земли с помощью анемометра. При этом автоматически делается осреднение показаний по направлению и скорости ветра за 10 мин, предшествующих сроку наблюдения. Анемометр отмечает и кратковременные усиления ветра как в срок наблюдения, так и между сроками (порывы ветра). Значения скорости ветра при порыве (обычно ≥12 м/с) передаются дополнительно.

В качестве членов ансамбля взяты глобальные прогнозы, рассчитанные на основе моделей общей циркуляции атмосферы зарубежных метеорологических центров: Великобритании (UKMO), США (NCEP) и Японии (JMA) для "срочной" температуры. Для точки росы и ветра взяты модели NCEP и JMA. Для осадков включены модели UKMO, NCEP и мезомодель COSMO.RU–7км (ГУ "Гидрометцентр России"). Указанные модели имеют достаточно высокую успешность прогнозов.

Ансамблевый прогноз получен путём статистической обработки результатов включенных моделей. При этом для температуры воздуха привлекается архив прогнозов за предшествующие 20 дней по соответствующим моделям и фактические данные на станции, а для осадков аналогичный архив за один год. Расчёт ведется отдельно для каждой станции и для каждой заблаговременности прогноза. Ансамблевый прогноз "фонового" ветра построен таким образом, чтобы он наилучшим образом соответствовал фактическим "срочным" измерениям ветра. Резкое кратковременное усиление ветра (порывы) обычно является следствием конвективной деятельности; в представляемом прогнозе это явление пока отсутствует.

Как правило, ансамблевые прогнозы дают несколько лучшие результаты, чем лучшая из включенных моделей. Значения минимальной и максимальной температуры воздуха вычисляются путём введения поправки для соответствующей "срочной" температуры воздуха.

Прошедшая погода

Представлены значения среднедекадной и среднемесячной температуры воздуха за прошедший месяц или за текущий месяц. Расчет среднедекадной и среднемесячной температуры ведется по 8-срочным наблюдениям температуры в сутки (сроки 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 и 21 ч ГВ). ). 8-срочные наблюдения температуры проходят контроль (по методу "скользящего среднего"), который позволяет забраковать грубые и средние ошибки. Затем проводится контроль значений минимальной и максимальной температуры с привлечением отконтролированных данных 8-срочных наблюдений.

Количество осадков за декаду и месяц получено суммированием суточных измерений осадков. В качестве "нормы" или "климата" взяты среднемесячные значения температуры воздуха и суммы осадков за месяц, осредненные за 30-летний период 1961 – 90 гг. Среднедекадные и среднесуточные "климатические" значения температуры получены по 12 среднемесячным значениям с помощью специального алгоритма. Т24 – среднесуточное значение температуры, полученное путем осреднения 8-срочных наблюдений от 00 до 21 ч ГВ. Максимальная температура относится к прошедшему дню, а минимальная – к ночи, предшествующей этому дню.

Представлено максимальное значение порыва ветра за сутки в м/с (≥12 м/с) с указанием в скобках местного времени.

Оценки прогнозов температуры и осадков

Отдельно в виде таблиц приведены оценки прогнозов температуры и осадков для каждого города (синоптической станции) и для каждой заблаговременности за прошедший месяц. Делается расчет следующих характеристик:

  1. Средняя арифметическая (или систематическая) ошибка:
  2. Средняя абсолютная ошибка:
  3. Относительная ошибка:
  4. Оправдываемость прогноза:

где
N - число случаев оценки;
tп - прогностическое значение «срочной» или экстремальной (минимальной или максимальной) температуры воздуха;
tф - фактическое значение соответствующей температуры;
tс - значение "срочной" температуры в исходный срок прогноза 00 ч ГВ;
Р - оправдываемость прогноза минимальной или максимальной температуры, которая рассчитывается так, как это принято в синоптической практике:
если |tп - tф| ≤ 3,5°C, то P = 100%,
если |tп - tф| > 3,5°C, то P = 0%.

Отметим, что относительная ошибка может заметно меняться в зависимости от заблаговременности прогноза, так как имеется суточный ход температуры воздуха.

На метеостанциях России 12-часовые суммы выпавших осадков измеряются 2 раза в сутки: 1) в 06 и 18 ч ГВ для европейской территории России и Урала; 2) в 00 и 12 ч ГВ для Сибири и Дальнего Востока. Для проведения оценки прогностические 6-часовые суммы осадков складываются, чтобы соответствовать временным интервалам измеренных фактических осадков. Таким образом вычисляется средняя арифметическая (систематическая) и средняя абсолютная ошибки прогноза осадков (в мм/12 ч). Общая оправдываемость прогноза количества осадков (в %) вычисляется в соответствии с "Наставлением по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения", Руководящий Документ РД 52.27.724 – 2009 г., Обнинск, "ИГ – СОЦИН". Это делается отдельно для жидких и смешанных фактических осадков и отдельно для твердых осадков по 5 градациям количества осадков в каждой фазе. Фаза выпавших осадков, как правило, сообщается в наблюдениях (информация о прошедшей погоде или погоде в срок наблюдения). Табл. 1 и 2, по которым определяется оправдываемость прогноза количества осадков, взяты из "Наставления …".

Таблица 1
Оправдываемость (P, %) прогноза количества жидких и смешанных осадков (мм/12 ч)
Прогноз количества
осадков (мм/12 ч)
P(%) при фактических осадках (мм/12 ч)
Без осадков 0,0-2 3-14 15-49 ≥50
Без осадков 100 50 0 0 0
0,0-2 50 100 50 0 0
2,1-14 0 50 100 50 0
14,1-49 0 0 50 100 50
≥49,1 0 0 0 50 100

Таблица 2
Оправдываемость (P, %) прогноза количества твердых осадков (мм/12 ч)
Прогноз количества
осадков (мм/12 ч)
P(%) при фактических осадках (мм/12 ч)
Без осадков 0,0-1 2-5 6-19 ≥20
Без осадков 100 50 0 0 0
0,0-1 50 100 50 0 0
1,1-5 0 50 100 50 0
5,1-19 0 0 50 100 50
≥19,1 0 0 0 50 100

© Методический кабинет Гидрометцентра России