Решение Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам от 17 июня 2013 г.

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


1. Автоматизированная технология составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам азиатской территории Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина, В.М. Лебедева).

1.1. ЦМКП отмечает, что:
1.1.1. В ФГБУ «ВНИИСХМ» в рамках научной тематики в 2008–2009 гг. был разработан метод оценки условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам азиатской территории России. Метод разработан в соответствии с требованиями:
– единый методический подход к составлению оценок и прогнозов 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 и прогнозов по территории РФ;
– реализация методов по всем субъектам РФ.

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.

Основу метода 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.

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.

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

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

1.1.3. В ФГБУ «Гидрометцентр России» в 2011-2012 гг. прошел испытания метод оценки агрометеорологических условий и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам азиатской территории РФ в рамках установленной ИПС. На независимом материале было составлено 80 прогнозов по субъектам азиатской территории России. Оправдываемость испытанных прогнозов для всех сроков за 2011-2012 гг. составила 71–97%. По используемым параллельно физико-статистическому методу, разработанному ранее, и инерционному прогнозу оценки были близки к оправдываемости прогнозов, составленных по испытываемому методу, а по отдельным территориям даже несколько выше и составляли по яровой пшенице 80–84%.

1.1.4. Автоматизированная технология составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы в 2011-2012 гг. также прошла испытания в восьми УГМС РФ. В пяти УГМС (Уральском, Среднесибирском, Приморском, Обь-Иртышском, Забайкальском) метод прогноза яровой пшеницы внедрен в оперативную практику в качестве основного метода прогноза, в двух (Иркутском и Дальневосточном) – в качестве вспомогательного метода, в одном УГМС (Западно-Сибирском) – испытания метода будут продолжены в двух субъектах РФ.

1.2. ЦМКП считает необходимым:
- одобрить работу ФГБУ «ВНИИСХМ» по разработке «Автоматизированной технологии составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам азиатской территории Российской Федерации» (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина В.М. Лебедева).

1.3. ЦМКП рекомендует:
- ФГБУ «Гидрометцентр России» использовать в качестве основного метода в рамках автоматизированной информационно-прогностической системы при составлении прогнозов урожайности и валового сбора яровой пшеницы «Автоматизированную технологию составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности яровой пшеницы по субъектам азиатской территории Российской Федерации» (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина В.М. Лебедева);
- ФГБУ «ВНИИСХМ» продолжить усовершенствование метода урожайности яровой пшеницы для Еврейского автономного округа.


2. Автоматизированная технология составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности картофеля по субъектам Российской Федерации (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, В.М. Лебедева).

2.1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:

2.1.1. В ФГБУ «ВНИИСХМ» в рамках научной тематики в 2008–2009 гг. был разработан метод оценки условий вегетации и прогноза картофеля по субъектам Российской Федерации.

2.1.2. Для реализации метода оценки условий вегетации и прогноза картофеля по субъектам Российской Федерации и использования ее в оперативной практике ФГБУ «ВНИИСХМ», как и для методов условий вегетации и прогноза урожайности озимой ржи, озимой пшеницы (заседание ЦМКП 10.02.2004 г.), зерновых и зернобобовых культур по субъектам РФ, яровой пшеницы – по субъектам ЕТР (заседания ЦМКП 14.12.2011 г.) и яровой пшеницы по азиатской территории РФ была разработана специализированная информационно-прогностическая система (ИПС), которая позволяет на базе одного ПК осуществлять обработку декадных телеграмм в коде КН-21 и проводить расчеты по разработанным методикам по всей территории РФ.
Представленная технология имеет преимущество по методу ее использования (автоматизированная технология), а по оправдываемости прогноза урожайности картофеля по субъектам территории РФ они близки к фактическим данным РОССТАТа.

2.1.3. В рамках установленной ИПС в 2011–2012 гг. в ФГБУ «Гидрометцентр России» проводились испытания метода оценки агрометеорологических условий и прогноза урожайности картофеля по субъектам Российской Федерации. Было составлено более 140 прогнозов урожайности картофеля по субъектам РФ. Оправдываемость испытанных прогнозов за 2011 и 2012 гг. составила 79–99%.

2.2. ЦМКП считает необходимым:
- одобрить работу ФГБУ «ВНИИСХМ» по разработке «Автоматизированной технологии составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности картофеля по субъектам Российской Федерации» (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина В.М. Лебедева).

2.3. ЦМКП рекомендует:
- ФГБУ «Гидрометцентр России» использовать в качестве основного метода в рамках автоматизированной информационно-прогностической системы при составлении прогнозов урожайности и валового сбора картофеля «Автоматизированную технологию составления оценок условий вегетации и прогноза урожайности картофеля по субъектам Российской Федерации» (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина В.М. Лебедева).
- ФГБУ «ВНИИСХМ» доработать метод прогноза урожайности картофеля для Московской, Белгородской, Новосибирской областям и Республике Татарстан.


3. Система прогнозирования характеристик ветрового волнения в Балтийском море (ФГБУ «Гидрометцентр России», Б.С. Струков, А.А. Зеленько, Ю.Д. Реснянский, С. Л. Мартынов).

3.1. ЦМКП считает необходимым отметить, что:
3.1.1. В ФГБУ "Гидрометцентр России" в ходе выполнения подпрограммы ЕСИМО ФЦП "Мировой океан" разработана система прогнозирования характеристик ветрового волнения в Балтийском море.

3.1.2. Разработанная система обеспечивает прогнозирование характеристик ветрового волнения (высоты значительных волн (англ. significant wave height, SWH), среднего направления распространения, средней длины, среднего периода, высоты и направления распространения ветровых волн, высоты и направления распространения волн зыби) на сроки до 5 суток.

3.1.3. Прогнозы составляются на основе расчетов по спектральной модели ветрового волнения WaveWatchIII v.3.14 с использованием метеорологической прогностической информации. Помимо расчетного ядра, система включает в себя средства подготовки исходной информации и представления прогностической продукции на сайте и в системе распределенных баз данных (СРБД) ЕСИМО.

3.1.4. Необходимые для составления прогнозов расчеты выполнятся ежедневно на ЭВМ Altix 4700 с использованием параллельных вычислений в режиме MPI на 110 процессорах. Вычислительная задача, сформированная с использованием технологии вложенных сеток, запускается в 4:43 ч ВСВ от срока 00 ч ВСВ (время счета 14 мин). Расчет ведется на сроки до 120 часов с периодичностью выдачи прогностических результатов 3 часа для представления на Web сайте и 15 мин для определения показателей оправдываемости. В качестве начальных условий для интегрирования волновой модели используются поля предшествующего прогноза параметров ветрового волнения на 24 часа.

3.1.5. В ходе испытаний, проводившихся в период с 1 апреля 2012 г. по 31 марта 2013 г., составлено 365 прогнозов для Балтийского моря и Финского залива на сроки до 5 суток. Оправдываемость определялась путем сопоставления прогностических значений SWH с данными двух типов: 1) спутниковыми измерениями из базы данных RADS (Radar Altimeter Database System), поддерживаемой в Дельфтском институте исследований Земли из космоса (Delft Institute for Earth-Oriented Space research – DEOS); 2) контактными измерениями на двух волновых буях, установленных в точках: 59,25° с. ш., 21° в. д. (период измерений 1.04.2012–31.03.2013) и 54,88° с. ш. 13,87° в.д. (1.04.2012–20.06.2012). Количество спутниковых наблюдений, использованных для оценки оправдываемости прогнозов за период испытаний, составило 27156 для Балтийского моря и 1411 для Финского залива. Количество контактных измерений на двух буях 8349.

3.1.6. Абсолютные значения смещений (средних значений ошибки) относительно спутниковых измерений в течение рассматриваемого периода были сравнительно малы, слегка возрастая с увеличением заблаговременности от 2 4 см до 7-14 см в Балтийском море и до 12-34 см в Финском заливе. В большинстве случаев эти смещения оставались отрицательными, что свидетельствует о некотором занижении прогностических высот волн в сравнении с измерениями. Смещения относительно контактных измерений были положительными (4-6 см).

3.1.7. Оправдываемость прогнозов SWH в Балтийском море и Финском заливе при их сопоставлении с двумя типами данных измерений изменялась в диапазонах 85–92 % (коэффициент корреляции 0.86–0.92) на первые сутки, 81–90 % (коэффициент корреляции 0.84–0.88) на вторые сутки, 75–85 % (коэффициент корреляции 0.72–0.78) на третьи сутки, 69–77 % (коэффициент корреляции 0.23–0.73) на четвертые сутки и 66–75 % (коэффициент корреляции 0.40–0.59) на пятые сутки. Среднеквадратичная ошибка прогнозов SWH увеличивалась с ростом заблаговременности от 0.23–0.36 м для первых суток до 0.41–0.61 м для пятых суток.

3.1.8. Снижение качества прогнозов с увеличением заблаговременности в значительной степени определялось увеличением ошибок прогностических данных о скорости ветра, используемых в качестве входной информации в расчетной модели ветрового волнения. Это подтверждается стабильным увеличением корреляции ошибок прогнозов SWH и ветра. Таким образом, можно ожидать повышение оправдываемости прогнозов SWH с улучшением прогнозов скорости ветра.

3.1.9. Показатели качества прогнозов в терминах среднеквадратичной ошибки и коэффициента корреляции сопоставимы с таковыми для известных по литературным источникам зарубежных систем. Российские системы прогнозирования, регулярно поставляющие информацию о характеристиках ветрового волнения в Балтийском море, до настоящего времени на ЦМКП не сертифицировались.

3.2. ЦМКП считает необходимым:
3.2.1. Одобрить работу ФГБУ "Гидрометцентр России" по созданию системы прогнозирования характеристик ветрового волнения в Балтийском море и проведению ее испытаний.

3.2.2. Рекомендовать ФГБУ "Гидрометцентре России":
- использовать разработанную оперативную систему прогнозирования характеристик ветрового волнения в Балтийском море, как успешно прошедшую оперативные испытания на 1-3 сутки в качестве основного, на 4-5 сутки в качестве вспомогательного метода. Результаты прогнозирования характеристик ветрового волнения (высоты преобладающих волн, высоты ветровых волн, высоты волн зыби, средней длины волн, среднего периода волн) представлять в графическом виде на Web сайте (http://hmc.hydromet.ru/sea/index.html) и в цифровой форме на комплексе "Поставщик данных" СРБД ЕСИМО;

- продолжить работу по совершенствованию системы прогнозирования ветрового волнения и ее распространению на другие морские акватории;
- установить контакт с департаментом Росгидромета по Северо-западному ФО для авторской поддержки прогнозов;
- подготовить предложения в Росгидромет по возможному налаживанию сотрудничества с NCEP в целях развития модели.


4. Рассмотрение решений Технических советов УГМС (ЦГМС-РСМЦ) и Ученых советов НИУ Росгидромета о результатах испытаний методов прогнозов:

4.1 Метод прогноза урожайности яровой пшеницы с заблаговременностью 1-2 месяца (ФГБУ «ВНИИСХМ», Т.А. Гончарова, Т.А. Найдина).

Решение технического совета ФГБУ «Уральское УГМС» от 6 марта 2013 г.:
- рекомендовать использовать метод в качестве основного по Свердловской, Челябинской. Курганской областям и Пермскому краю.

Решение технического совета ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС» от 12 марта 2013 г.:
- ввиду низкой оправдываемости прогнозов средней урожайности яровой пшеницы заблаговременностью 1-2 месяца по территории Новосибирской и Кемеровской областей использование метода не целесообразно;
- Республика Алтай является зоной пастбищного животноводства. Яровая пшеница выращивается лишь в 2-3 районах, площади ее возделывания невелики. Прогноз урожайности яровой пшеницы не востребован, в связи с чем, внедрение метода в оперативную практику Республики Алтай не целесообразно.

Решение технического совета ФГБУ «Среднесибирское УГМС» от 27 марта 2013 г.:
- рекомендовать к внедрению в оперативную практику в качестве основного расчетного метода в отделах ФГБУ «Среднесибирское УГМС» и его филиалов.

Решение технического совета ФГБУ «Иркутское УГМС» от 9 апреля 2013 г.:
- рекомендовать к внедрению в практику оперативного агрометеорологического обеспечения сельского хозяйства в Иркутской области в качестве вспомогательного.

Решение технического совета ФГБУ «Приморское УГМС» от 12 апреля 2013 г.:
- рекомендовать метод к использованию в качестве основного метода.

Решение технического совета ФГБУ «Дальневосточное УГМС» от 18 апреля 2013 г.:
- внедрить метод в оперативную практику в качестве вспомогательного.

Решение технического совета ФГБУ «Обь-Иртышское УГМС» от 26 апреля 2013 г.:
- рекомендовать использовать метод в практической деятельности в качестве основного в Омской и Тюменской областях.

Решение технического совета ФГБУ «Забайкальское УГМС» от 30 апреля 2013 г.:
- использовать метод прогноза по Забайкальскому краю и Республике Бурятия в качестве основного метода прогнозирования.

4.2 Метод оценки агрометеорологических условий формирования урожая и прогноза средней урожайности картофеля по территории Новосибирской области (ФГБУ «СибНИГМИ», В.В. Набока, ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ», И.Г. Ковригина).

Решение технического совета ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС» от 9 апреля 2013 г.:
- рекомендовать к внедрению с августа 2013 года в оперативную практику ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС» в качестве основного (на срок 1 августа по сценарию 2 и 3).

4.3 Метод прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по Алтайскому краю (ФГБУ «СибНИГМИ», Т.В. Старостина, ФГБУ «Алтайский ЦГМС», Е.И. Янова).

Решение технического совета ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС» от 9 апреля 2013 г.:
- рекомендовать к внедрению с июня 2013 года в оперативную практику ФГБУ «Алтайский ЦГМС» в качестве основного (на срок 21-23 июня – модель 1, на срок 21-23 июля – модель 3).

4.4 Расчетный метод определения капиллярной влагоемкости почв Северного УГМС (ФГБУ «ВНИИСХМ», В.Ф. Гридасов).

Решение технического совета ФГБУ «Северное УГМС» № 10 от 26 апреля 2013 г.:
- рекомендовать метод к использованию на территории ответственности ФГБУ «Северное УГМС» при определении новых и восстановления отсутствующих значений АГСП дерново-подзолистых почв.

4.5. ЦМКП считает необходимым:
- одобрить работу ФГБУ «ВНИИСХМ» и ФГБУ «СибНИГМИ» по разработке методов прогнозов;
- утвердить решения Технических Советов ФГБУ «Уральское УГМС», ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС», ФГБУ «Среднесибирское УГМС», ФГБУ «Иркутское УГМС», ФГБУ «Приморское УГМС», ФГБУ «Дальневосточное УГМС», ФГБУ «Обь-Иртышское УГМС», ФГБУ «Забайкальское УГМС» и ФГБУ «Северное УГМС» по испытанию и внедрению методов прогнозов в оперативную практику.


Руководитель Росгидромета
А.В. Фролов


© Методический кабинет Гидрометцентра России