Решение Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам от 14 декабря 2011 г.

Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам (ЦМКП), заслушав и обсудив доклады представителей ФГБУ «ГОИН», ФГБУ «ВНИИСХМ», ФГБУ «Гидрометцентр России» и содоклады представителей УМЗА, ФГБУ «Гидрометцентр России», ФГБУ «ЦАО» и ФГБУ «ААНИИ» приняла следующие решения.

1. Руководящий документ РД 52.10 – 2011. Водный кадастр Российской Федерации. Методические указания по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек.

1.1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:
1.1.1. «Методические указания по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» подготовлены ФГБУ «ГОИН» и ФГБУ «ААНИИ» в рамках темы 5.8.1 (ЦНТП-5) Плана НИОКР Росгидромета взамен «Методических указаний по ведению государственного водного кадастра. Составление и подготовка к печати изданий «Многолетние данные о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек (МДМ)». Выпуск 4, серия 3, часть 5. 1982» и являются вторым изданием.

1.1.2. При подготовке «Методических указаний по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» учтены положения: Федерального Закона о гидрометеорологической службе (СЗ РФ, 1998, ФЗ № 30, ст. 3609 с изменениями от 25 июня 2002 г., 22 августа 2004 г., 3 июня 2005 г, 2 февраля 2006 г.); постановлений Правительства Российской Федерации за указанный период, Административного регламента исполнения Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды государственной функции по обеспечению функционирования на территории Российской Федерации пунктов гидрометеорологических наблюдений и системы получения, сбора и распространения гидрометеорологической информации (приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации № 299 от 31.10.2008); Концепции объединенных (ежегодно-многолетних) изданий Водного кадастра РФ по разделу «Поверхностные воды», разработанной ФГБУ «ГГИ» при участии ФГБУ «ГОИН», ФГБУ «ААНИИ», ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» и ФГБУ «ГХИ» в 2010 г. и согласованной с УГМК, УМНР и УМЗА Росгидромета.

1.1.3. В «Методические указания по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» внесены изменения, обусловленные ориентацией на развитие современного нормативного и информационно-методического обеспечения:
- уточнен состав и структура МДМ;
- в состав МДМ дополнительно включены метеорологические данные, без которых затруднителен анализ сезонной и многолетней изменчивости многих гидрологических характеристик и невозможен расчет водного баланса морей и устьевых взморий;
- в состав МДМ включены данные по качеству вод, структурированные в таблицах по аналогии с данными по гидрологическим характеристикам;
- наряду с изданием «Многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» на бумажных носителях предусмотрена электронная версия ежегодно пополняемых таблиц МДМ, пригодных для дальнейшего научного анализа режимных характеристик морей и морских устьев рек и их практического использования;
- даны рекомендации по обработке электронных таблиц МДМ при помощи программы Miсrosoft Excel для Windows;
- уточнен порядок взаимодействия организаций Росгидромета на региональном, территориальном и федеральном уровнях при подготовке к изданию МДМ.

1.2. ЦМКП считает необходимым:
1.2.1. Одобрить работу ФГБУ «ГОИН» и ФГБУ «ААНИИ» по созданию обновленных «Методических указаний по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек».

1.2.2. Утвердить РД «Методические указания по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» и рекомендовать ФГБУ «ГОИН» осуществить их издание.

1.2.3. Изданный документ «Методические указания по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» довести до сведения коллег из стран СНГ (разослать).

1.2.4. Росгидромету совместно с разработчиком «Методических указаний по составлению и подготовке к изданию многолетних данных о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек» (ФГБУ «ГОИН») воспользоваться существующими механизмами многостороннего сотрудничества с соседними странами в области продвижения идеи информационного обмена океанографической и метеорологической информацией.

Поскольку подходы к прогнозированию урожайности зерновых и зернобобовых культур и яровой пшеницы аналогичны, по просьбе докладчиков второй и третий вопросы повестки заседания ЦМКП рассмотрены вместе.


2. Автоматизированная технология составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по субъектам Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.И. Русакова)

3. Автоматизированная технология составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам Европейской территории Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.И. Русакова).

1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:
1.1. В ФГБУ «ВНИИСХМ» в рамках научной тематики были разработаны методы оценки условий вегетации и прогноза урожайности основных зерновых культур по субъектам РФ в соответствие со следующими требованиями:
– единый методический подход к составлению оценок условий вегетации и прогнозу урожайности по всей территории и по всем культурам;
– использование универсального объема исходной оперативной информации, обеспеченной системой наблюдений Росгидромета;
– использование рядов урожайности Госкомстата России в доработанном весе;
– единые сроки составления оценок условий вегетации и прогнозов урожайности по территории РФ;
– реализация методов применительно ко всем субъектам РФ.

1.2. Динамико-статистические методы прогнозирования урожая основаны на сочетании двух прогнозов: прогноза тенденции урожайности и оценки отклонений урожайности от тенденции, выполняемой с помощью методов оценки агрометеорологических условий формирования урожая, основанных на применении прикладных динамических моделей продуктивности сельскохозяйственных культур.

1.3. Основу методов прогноза составляют модели продукционного процесса сельскохозяйственных растений. Моделируются процессы фотосинтеза, дыхания и роста, что позволяет рассчитывать накопление сухой биомассы растений (в том числе и репродуктивного органа) в течение вегетационного периода в зависимости от складывающихся метеорологических условий. При этом разработанная структура модели адаптирована к сокращенным объемам исходной оперативной информации, которая в данном комплексе методов прогнозов сводится к двум элементам – средней декадной температуре воздуха и количеству осадков за декаду. Для прогностических целей используется прикладной вариант модели, учитывающий биологические особенности сельскохозяйственной культуры и почвенно-климатические условия субъекта РФ.

1.4. Для реализации методик и использования их в оперативной практике в ФГБУ «ВНИИСХМ» разработана специализированная информационно-прогностическая система (ИПС), позволяющая на базе одной ПЭВМ осуществлять обработку декадных телеграмм в коде КН-21 и проводить расчеты по разработанным методикам по всей территории РФ.

1.5. В ФГБУ «Гидрометцентр России» установлена и успешно прошла испытания автоматизированная система оценки условий вегетации и прогноза урожайности озимой ржи и озимой пшеницы (заседание ЦМКП 10.02.2004 г.). В рамках установленной ИПС в 2008–2010 гг. в ФГБУ «Гидрометцентр России» проводились испытания методов оценки агрометеоусловий и прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по субъектам РФ, а также яровой пшеницы – по субъектам ЕТР.

1.6. Прогноз урожайности зерновых и зернобобовых культур рассчитывался в три срока для 68–71 субъектов, а яровой пшеницы – в два срока для 35 субъектов РФ.

1.7. За 2008-2010 гг. по независимым материалам было составлено более 200 прогнозов по субъектам РФ для каждого срока. Оправдываемость испытанных прогнозов для всех сроков за 2008 и 2009 гг. составила 79,1-88,6% для зерновых и зернобобовых культур и 85.7-97.1% для яровой пшеницы. В 2010 году в связи с аномальными погодными условиями прогнозы по обеим группам культур не оправдались.

1.8. В ФГБУ «Гидрометцентр России» по европейской территории России, Уралу и Сибири в эти годы также составлялись прогнозы урожайности зерновых и зернобобовых культур с использованием физико-статистических методов, разработанных в ФГБУ «Гидрометцентр России» в 1987-1997 гг., основу которых составляют зависимости урожайности от основных агрометеорологических факторов тепло- и влагообеспеченности растений. Использовались также инерционные факторы (например, запасы продуктивной влаги на весну, количество осадков за зиму, состояние озимых к началу вегетации и др.), а также уровень культуры земледелия. Оправдываемость этих прогнозов была близкой к оправдываемости прогнозов, составленных по методам ФГБУ «ВНИИСХМ», а по отдельным территориям - несколько выше, и составляла по зерновым и зернобобовым культурам за 2008 и 2009 гг. 84,8% и 88,0%, в 2010 г. –72,55; по яровой пшенице соответственно 79.9 и 83.6% и в 2010 г. – 58.6%.

1.9. Испытываемый метод имеет преимущество по технологии его составления (автоматизированная технология), а по оправдываемости прогнозов он близок к существующим физико-статистическим методам.

1.10. Метод прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам Европейской территории Российской Федерации в 2008–2010 гг. успешно прошел испытания в четырех УГМС (Верхне-Волжском, Приволжском, Республики Татарстан и Северо-Кавказском). Заключения Технических советов всех четырех УГМС положительные: метод будет использован в оперативной работе.

2. ЦМКП считает необходимым:
2.1. Одобрить работу ФГБУ «ВНИИСХМ» по разработке:
- Автоматизированной технологии составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по субъектам Российской Федерации (Т.И. Русакова);
- Автоматизированной технологии составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам Европейской территории Российской Федерации (Т.И. Русакова).

2.2. Автоматизированную технологию составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по субъектам Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.И. Русакова) и Автоматизированную технологию составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам Европейской территории Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.И. Русакова) рекомендовать для практического использования в рамках автоматизированной информационно-прогностической системы в ФГБУ «Гидрометцентр России» в качестве вспомогательных при составлении прогнозов урожайности и валового сбора зерновых и зернобобовых культур.

2.3. Рекомендовать ФГБУ «ВНИИСХМ» совместно с ФГБУ «Гидрометцентр России» продолжить усовершенствование автоматизированных многофакторных физико-статистических методов прогнозов урожайности зерновых и зернобобовых культур по субъектам Российской Федерации.


4. Методы краткосрочного прогноза общего содержания озона (ОСО) (ФГБУ «Гидрометцентр России», Л.Б. Ананьев, М.И. Нахаев, И.Н. Кузнецова).

4.1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:

4.1.1. В соответствии с планом испытаний ЦМКП Росгидромета на 2011 г. в ФГБУ «Гидрометцентр России» проводились независимые производственные испытания разработанных в ФГБУ «Гидрометцентр России» двух статистических методов прогноза ОСО;
4.1.2. Первый метод – регрессионная метеорологическая модель (РММ) ОСО, основан на связях ОСО с метеорологическими параметрами верхней тропосферы и нижней стратосферы. Модель состоит из комплекса расчетных уравнений (R2 0.6–0.75) для каждого месяца с апреля по август с меняющимся набором метеорологических предикторов; для расчетов по модели не требуется исходных данных об ОСО; модель позволяет прогнозировать ОСО для территории России на 2 суток вперед.
4.1.3. Авторегрессионный метод прогноза ОСО (второй метод) основан на линейной связи межсуточного изменения ОСО с межсуточными изменениями метеопараметров (сокращенно АММИ). Для теплого сезона для территории России получено статистически значимое (R2 0.9) расчетное уравнение с предикторами: ОСО за предыдущий день, прогнозируемая величина межсуточной разности геопотенциальных высот на стандартных уровнях 30 и 330 гПа и прогнозируемая температура на уровне 400 гПа.
4.1.4. Оценка успешности разработанных методов проводилась для теплого периода с использованием спутниковых данных ОСО (OMI); показатели качества методических прогнозов сравнивались с инерционным прогнозом, с прогнозом ОСО по утвержденному ЦМКП методу ФГБУ «ЦАО», а также с прогнозом NCEP.

Проверка обоих методов на независимой выборке 2011 г. показала:
- успешность регрессионной метеорологической модели сравнима с качеством инерционного прогноза, в среднем несколько уступает методу ФГБУ «ЦАО». Главным достоинством разработанного метода (РММ) является независимость расчетов от исходных данных ОСО.
- успешность АММИ превосходит качество инерционного прогноза, имеет по средним показателям небольшое (в пределах точности измерений ОСО) преимущество перед методом ФГБУ «ЦАО» - средняя абсолютная ошибка 9 е.Д., СКО 11 е.Д., метод ФГБУ «ЦАО» - 11 е.Д. и 13 е.Д., соответственно. При этом АММИ лучше, чем метод ФГБУ «ЦАО» прогнозирует резкие изменения уровня ОСО.

4.2. ЦМКП считает необходимым:
4.2.1. Рекомендовать ФГБУ «Гидрометцентр России» и ФГБУ «ЦАО» изучить возможности сопоставления данных прямых измерений озона наземными способами и его спутниковых измерений.
4.2.2. Отметить в качестве наиболее перспективного направления гидродинамический прогноз ОСО.
4.2.3. ФГБУ «Гидрометцентр России» изучить возможности включения в НИОКР Росгидромета тему по развитию гидродинамических моделей среднесрочного прогноза с целью включения озона в качестве прогностической переменной.
4.2.4. Рекомендовать ФГБУ «Гидрометцентр России» оценить возможности усвоения спутниковых наблюдений ОСО с использованием гидродинамических моделей.
4.2.5. Одобрить работу ФГБУ «Гидрометцентр России» по разработке методов прогнозирования ОСО и их испытаний.
4.2.6. Рекомендовать ФГБУ «Гидрометцентр России» включить разработанные методы в технологию краткосрочного прогноза УФИ.
4.2.7. ФГБУ «Гидрометцентр России» совместно с ФГБУ «ЦАО» продолжить сравнение качества методов прогноза ОСО в 2012 г.


5. Метод долгосрочного прогноза ледовых условий на Белом и Азовском морях, основанный на использовании статистического моделирования (ФГБУ «Гидрометцентр России», И.О. Думанская).

5.1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:
5.1.1. В ФГБУ «Гидрометцентр России» разработан и испытан метод прогноза ледовых условий на Белом и Азовском морях, технология которого включает три компонента для расчета ледовых параметров:
а) расчет по уравнениям множественной корреляции на основе использования поля приземной температуры воздуха над евроатлантическим сектором;
б) расчет по уравнениям множественной корреляции на основе использования характеристик поля давления над евроатлантическим сектором;
в) разложение кривых хода межгодовой изменчивости ледовых параметров на гармонические составляющие с последующей экстраполяцией их сумм на предстоящий ледовый сезон.
5.1.2. Испытанный метод прогноза ледовых условий на Белом и Азовском морях обеспечивает прогнозирование ряда характеристик по портам Белого и Азовского морей с заблаговременностью от 2 до 8 месяцев: суммы градусодней мороза, даты первого появления льда, максимальной за ледовый сезон ледовитости моря, максимальной за ледовый сезон толщины припайного льда, даты очищения моря ото льда, продолжительности ледового периода.
5.1.3. Обеспеченность работы метода по зависимому ряду составила 88-96%, эффективность работы метода по зависимому ряду составила 19-26%.
5.1.4. Качество метода по результатам испытаний оценивалось на основе использования данных независимых рядов наблюдений за ледовыми характеристиками (с сезона 2005-2006 гг. по сезон 2010-2011 гг.). Средняя оправдываемость прогнозов по всем элементам ледового режима составила 94%, средняя эффективность прогнозов по независимому шестилетнему ряду составила 25%.

5.2. ЦМКП считает необходимым:
5.2.1. Одобрить результаты испытаний метода прогноза ледовых условий на Белом и Азовском морях.
5.2.2. Рекомендовать ФГБУ «Гидрометцентр России» включить данный метод в практику составления ледовых прогнозов в качестве основного.


6. Информация о переносе сроков испытания и рассмотрения на ЦМКП метода автоматизированного долгосрочного прогноза притока воды в Горьковское водохранилище в период весеннего половодья, разработанного в ФГБУ «Гидрометцентр России», в связи с недостаточной весной 2011 г. для составления прогноза полнотой поступающей оперативной информации (указанная причина невозможности испытаний весной 2011 г. - устранена) (ФГБУ «Гидрометцентр России», А.Я. Полунин).

6.1 Удовлетворить просьбу ФГБУ «Гидрометцентр России» (письмо от 13.12.2011 г. № К-922) о переносе испытаний на весну 2012 г. и рассмотрения на ЦМКП – осенью 2012 г. метода автоматизированного долгосрочного прогноза притока воды в Горьковское водохранилище в период весеннего половодья.


Руководитель Росгидромета
А.В. Фролов



© Методический кабинет Гидрометцентра России