Решение Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам от 20 июня 2017 г.

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

1. Автоматизированный метод краткосрочного (с заблаговременностью до 72 часов) прогноза положения тропических циклонов северо-западной части Тихого океана численной региональной моделью HWRF (ФГБУ «ДВНИГМИ», В.В. Крохин).

1.1. ЦМКП отмечает, что:
В ФГБУ «ДВНИГМИ» разработана и в настоящее время функционирует автоматизированная технология краткосрочного (с заблаговременностью до 72 часов) прогноза положения тропических циклонов (ТЦ) северо-западной части Тихого океана численной региональной моделью HWRF.
Испытание метода проводилось в течение 2014-2016 гг. в ФГБУ «ДВНИГМИ». Оценка надёжности метода прогноза положения ТЦ проводилась по таким критериям, как ошибка положения, скорости и направления перемещения ТЦ. Согласно Методическим указаниям «Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиофизических прогнозов» (РД 52.27.284-91. Раздел 1.3. Оценка методов прогнозов тропических циклонов), качество метода прогноза положения, скорости и направления перемещения ТЦ северо-западной части Тихого океана может быть отнесено к категории «хорошо». Например, средняя ошибка прогноза положения ТЦ моделью HWRF не превышает 91, 170, 258 км на период 24, 48 и 72 ч, соответственно, что вполне сравнимо по качеству с оценками специализированных метеорологических центров JMA и JTWC.
Дополнительно рассчитывались прогнозы минимального давления и максимального ветра в тропических циклонах. Оценки надёжности этих параметров имеют удовлетворительное качество.

1.2. ЦМКП считает целесообразным:
- одобрить работу ФГБУ «ДВНИГМИ» по разработке автоматизированного метода краткосрочного (с заблаговременностью до 72 часов) прогноза положения тропических циклонов северо-западной части Тихого океана численной региональной моделью HWRF.

1.3. ЦМКП рекомендует:
- внедрить автоматизированный метод краткосрочного (с заблаговременностью до 72 часов) прогноза положения тропических циклонов северо-западной части Тихого океана в составе выходной продукции численной региональной модели HWRF в ФГБУ «ДВНИГМИ» и для практического применения в оперативно-прогностической работе дальневосточных территориальных управлений Росгидромета, а также в Дальневосточном и Камчатском филиалах ФГБУ «Авиаметтелеком Росгидромета» в качестве основного метода;
- прогноз интенсивности ТЦ может использоваться в качестве консультативного прогноза;
- ФГБУ «ДВНИГМИ» обеспечить передачу прогнозов положения тропических циклонов с использованием WEB-технологий дальневосточным территориальным управлениям Росгидромета и филиалам ФГБУ «Авиаметтелеком Росгидромета»;
- авторам продолжить работу по совершенствованию автоматизированной технологии краткосрочного (с заблаговременностью до 72 часов) прогноза положения и интенсивности тропических циклонов (ТЦ) и методов прогноза элементов и явлений погоды в окрестностях тропических циклонов по северно-западной части Тихого океана с учетом физико-географических и климатических особенностей рассматриваемого региона, включая вопрос об увеличении заблаговременности прогноза.


2. Метод расчета балла облачности по выходной продукции модели WRF-ARW различных версий (ФГБУ «ДВНИГМИ», Е.М. Вербицкая, С.О. Романский).

2.1. ЦМКП отмечает, что:
В ФГБУ «Дальневосточное УГМС» с 2012 г в оперативном режиме функционирует технология численных мезомасштабных прогнозов на основе модели WRF-ARW 3.4.1 по региону от Западной Сибири до центральных акваторий Тихого Океана и от Арктического побережья Восточной Сибири до Японского моря (7500х6000 км). Технология обеспечивает прогноз метеорологических полей с заблаговременностью до 72 часов, с шагом сетки 15 км, на 31 вертикальном уровне. Испытания технологии проводились с 1 января по 31 декабря 2014 года в ФГБУ «Дальневосточное УГМС». Результаты рассматривались на ЦМКП 25 мая 2015 г.

Компонента расчета балла облачности разработана по запросу Ситуационного центра Росгидромета и многочисленным просьбам синоптиков прогностических подразделений Росгидромета, расположенных на территории Дальнего Востока России. Разработанная компонента основана на встроенном в постпроцессинг (UPP) модели WRF-ARW 3.4.1 методе расчета балла облачности по ярусам. Для получения общего балла облачности предложена схема сборки балла облачности среднего и верхнего яруса, названная авторами модифицированной схемой UPP. Для оценки возможности внедрения прогноза балла облачности (полей и значений в пунктах) в оперативную практику УГМС ДВ-региона в период с 1 апреля 2015 по 28 февраля 2016 гг. проводились оперативно-производственные испытания.

Расчеты прогнозов выполнялись на вычислительных ресурсах ФГБУ «Дальневосточное УГМС» два раза в сутки от сроков 00h и 12h ВСВ под методическим сопровождением специалистов отдела гидрометеорологических исследований и прогнозов ФГБУ «ДВНИГМИ».

В связи с отсутствием регламентированных требований к методологии и характеристикам качества прогноза балла облачности в пунктах или по территории, при проведении испытаний использована совокупность оценок, аналогичных применяемым для оценки качества прогноза осадков.

2.2. ЦМКП считает целесообразным:
- одобрить работу ФГБУ «ДВНИГМИ» по разработке оперативной технологии расчета полей балла облачности по территории Дальнего Востока по модели WRF-ARW с горизонтальным шагом 15 км, разработке технологии расчета оценок качества прогнозов и анализу особенностей распределения балла облачности по категориям и ярусам по данным от различных наблюдательных платформ;
- отметить актуальность задачи систематической оценки качества прогнозов облачности, рассчитываемых по данным гидродинамических моделей.

2.3. ЦМКП рекомендует:
- прогнозы полей общего балла облачности по модифицированной схеме UPP и облачности нижнего яруса по встроенной схеме UPP, а также прогнозы общего балла облачности в пунктах рекомендовать к использованию в оперативной практике УГМС ДВ-региона России в качестве вспомогательного метода;
- прогнозы полей среднего яруса использовать в качестве консультативного материала;
- авторам учесть высказанные на заседании замечания и предложения, а также пожелания специалистов прогностических подразделений ФГБУ «Дальневосточное УГМС» по совершенствованию методов прогноза балла облачности в ДВ-регионе.


3. Метод краткосрочного (до 48ч) прогноза значений давления, приведенного к уровню моря по стандартной атмосфере (QNH) в пунктах и по территории ДВ-региона по данным модели WRF-ARW с горизонтальным разрешением 15 км (ФГБУ «ДВНИГМИ», Е.М. Вербицкая, С.О. Романский).

3.1. ЦМКП отмечает, что:
С 1 июня 2016 года в качестве экспериментальной продукции для метеорологического обслуживания авиации на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока России выполняются расчеты полей давления, приведенного к уровню моря по стандартной атмосфере (QNH) по данным мезомасштабной негидростатической модели WRF-ARW с горизонтальным разрешением 15 км и 31 уровнем по вертикали («Хаб-15»). Расчеты в оперативном режиме выполняются на вычислительных ресурсах ФГБУ «Дальневосточное УГМС» 2 раза в сутки от 00h и 12h ВСВ. Заблаговременность прогнозов до 48 часов. Результаты расчета представляются в виде цифровых полей и таблиц значений QNH в пунктах прогноза.

Испытания технологии расчетов QNH и прогностической продукции проводились с 1 июня 2016 г. по 31 мая 2017. В испытаниях участвовали три филиала ФГБУ «Авиаметтелеком», расположенные на территории Дальнего Востока России (Северо-Восточный, Камчатский, Дальневосточный) и два УГМС ДВ-региона – Якутское и Забайкальское. Испытания проводились путем сравнения прогнозов QNH, полученных в близлежащих узлах прогностической сетки, с данными наблюдений, передаваемыми в коде METAR от всех, расположенных в области прогноза отечественных пунктов наблюдений. Получены оценки для всех месяцев и сезонов года для всех пунктов прогноза. Выполнено осреднение по территориям каждого из участников испытаний с детализацией по физико-географическим районам. В результате испытаний были получены количественные критерии успешности прогнозов. Выявлен ярко выраженный сезонный ход и существенная изменчивость успешности прогнозов по регионам рассматриваемой территории в холодный период года. Выявлено снижение успешности прогнозов в зимние месяцы во внутриматериковых регионах (до 50% континентальные пункты Камчатки, заблаговременность 24 часа). В летние месяцы оправдываемость составляет 90% и выше, доходя в ряде регионов до 100%. Выявлены особенности поведения успешности прогнозов на различные сроки внутри суток при общем тренде снижения качества с заблаговременностью.

3.2. ЦМКП считает целесообразным:
- одобрить работу ФГБУ «ДВНИГМИ» по разработке метода и оперативной технологии расчета прогнозов приземного давления, приведенного к уровню моря по стандартной атмосфере QNH по данным модели WRF-ARW с горизонтальным шагом 15 км.

3.3 ЦМКП рекомендует:
- метод краткосрочного (до 48ч) прогноза значений давления, приведенного к уровню моря по стандартной атмосфере (QNH) в пунктах и по территории ДВ-региона по данным модели WRF-ARW с горизонтальным разрешением 15 км внедрить в оперативную практику ФГБУ «Дальневосточное УГМС» в качестве вспомогательного;
- подразделениям, осуществляющим метеорологическое обслуживание авиации на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока России, использовать результаты расчетов QNH в качестве вспомогательного материала;
- авторам учесть высказанные на заседании ЦМКП замечания и предложения, а также пожелания специалистов прогностических подразделений Росгидромета, отвечающих за метеорологическое обслуживание авиации в ДВ-регионе России, по совершенствованию качества прогнозов QNH на рассматриваемой территории с учетом физико-географических и климатических особенностей каждой из территорий и пунктов прогноза (действующих аэропортов). Обратить особое внимание на пункты, расположенные в сложных орографических условиях, определяющих существенные систематические ошибки прогноза в холодный период года.


4. Совместные оперативные испытания технологий, детализированных по времени ансамблевых долгосрочных прогнозов с еженедельной дискретностью выпуска по территории Северо-Евразийского региона (ФГБУ «Гидрометцентр России», коллектив авторов под рук. Д.Б. Киктёва и ФГБУ «ГГО», коллектив авторов под рук. В.П. Мелешко).

4.1. ЦМКП отмечает, что:
С 30 марта 2016 г. по 15 марта 2017 г. проводились совместные оперативные испытания технологий ансамблевых метеорологических прогнозов на срок до 45 суток, выпускаемых на основе моделей общей циркуляции атмосферы ПЛАВ (Гидрометцентр России) с разрешением 1.4°x1.1°, 28 уровней по вертикали и T63L25 (ГГО) по согласованной программе. Для сеточных прогностических полей программой испытаний было предусмотрено использование для расчетов эталонных среднесуточных данных Реанализа-II (NCEP/NCAR) и оценка эталонного климата за 1981-2010 гг. Для прогнозов по станциям эталонный климат рассчитывался по суточным архивам ВНИИГМИ-МЦД за 1961-1990 гг.

Анализ качества прогнозов сеточных полей аномалий выполнялся по трем регионам: Северная Евразия, северные экстратропики, тропики. Успешность прогнозов по станциям оценивалась по четырем регионам: Северная Евразия, Европейская часть, Западная Сибирь, Восточная Сибирь и Дальний Восток. Прогнозы величины аномалий оценивались по следующим критериям: средняя квадратическая ошибка (RMSE), относительная ошибка (Q), коэффициент корреляции аномалий (AC), оправдываемость знака аномалий (p); показатель MSSS (мастерство прогноза по сравнению с климатом). Для проверки вероятностных прогнозов для трех градаций аномалий была использована сравнительная оперативная характеристики СОХ (ROC - relative operating characteristics) в виде интегрального показателя площади под кривой ROC (оценка, включенная в состав Стандартизированной системы проверки долгосрочных прогнозов ВМО).

По данным испытательной выборки выполнены оценки мультимодельного прогноза, построенного на основе моделей ПЛАВ и T63L25 путем комплексирования их прогнозов. Эти прогнозы в целом ряде случаев были наиболее успешными. В некоторых случаях они незначительно уступали оценкам, полученным по методике ФГБУ «ГГО», но разность средних оценок была статистически незначима. В регионе Северной Евразии успешность мультимодельных прогнозов превосходит средний уровень климатических прогнозов по p и АС на интервалах 1-3 недель для T2м, 1-2 недели – для осадков, а также для обоих месячных периодов.

4.2 ЦМКП считает целесообразным:
- принять к сведению представленную информацию о совместных оперативных испытаниях технологий ФГБУ «Гидрометцентр России» и ФГБУ «ГГО» для выпуска детализированных по времени ансамблевых долгосрочных прогнозов с еженедельной дискретностью по территории Северо-Евразийского региона;
- использовать прогнозы ФГБУ «Гидрометцентр России» и ФГБУ «ГГО», а также мультимодельные прогнозы в информационном обеспечении Североевразийского климатического центра со статусом «консультативные прогнозы» с публикацией полученных оценок успешности прогнозов на сайте Североевразийского климатического центра.

4.3 ЦМКП рекомендует:
- разработчикам ФГБУ «Гидрометцентр России» и ФГБУ «ГГО» продолжить развитие технологии детализированного по времени долгосрочного прогнозирования аномалий метеорологических полей.


5. О переносе сроков испытания и рассмотрения результатов испытаний на ЦМКП.

5.1. Метода долгосрочного прогноза положения границы льдов в летний период в морях Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском с месячной заблаговременностью (ФГБУ «ААНИИ», А.В. Юлин, В.П. Карклин, С.В. Ходченков).

- просьба ФГБУ «ААНИИ»: в связи с тем, что во время проведения испытаний метода ледовые условия арктических морей развивались по очень легкому типу, прошедшие испытания метода прогноза нельзя считать полноценными, прогноз положения границы дрейфующих льдов является важной характеристикой для навигации и к точности прогноза предъявляются повышенные требования. Просим продлить сроки испытания метода и перенести рассмотрение результатов испытаний ЦМКП на 2018 г.

5.2. ЦМКП считает целесообразным:
- удовлетворить просьбу ФГБУ «ААНИИ» о переносе сроков представления результатов испытаний ЦМКП на 2018г.


Руководитель Росгидромета
А.В. Фролов


© Методический кабинет Гидрометцентра России