Решение Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и
гелиогеофизическим прогнозам от 9.11.2006 г.


Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам (ЦМКП), заслушав и обсудив доклады представителей Гидрометцентра России, ГГО и ЦАО, приняла следующие решения:

1.  Усовершенствованная региональная 30-уровенная модель прогноза в сигма-системе координат с шагом 75 км полей метеорологических величин:
–  температуры воздуха у поверхности Земли с заблаговременностью 12, 24, 36 и 48 ч,
–  обложных осадков с заблаговременностью 12, 24 и 36ч
(Гидрометцентр России, В.М.Лосев).

1.1.  Отметить, что:
–  в период с октября 2005 г. по апрель 2006 г. в Гидрометцентре России согласно решению ЦМКП от 11.05.2004г. выполнялись оценки прогнозов приземной температуры воздуха заблаговременностью до 48ч и осадков заблаговременностью до 36ч, рассчитываемых региональной гидродинамической моделью атмосферы для Европы и Азии;
–  производилось сравнение с аналогичными оперативными прогнозами Гидрометцентра России, зарубежными гидродинамическими прогнозами UKMO (Великобритания), NCEP (США) и инерционными прогнозами.

1.2.  Анализ успешности прогнозов осадков на 12, 24 и 36 ч в холодное время года по регионам Центральной России и Центрального Федерального округа (ЦФО) показал следующее:
–  модель достаточно успешно прогнозирует факт наличия и отсутствия осадков (общая оправдываемость прогноза находится в пределах 72-75%, оправдываемость прогнозов с осадками – 75-96%, без осадков – 66-72% ) и превосходит оправдываемость аналогичных прогнозов модели Т85L31, а также, в большинстве случаев, превосходит оправдываемость прогнозов по моделям UKMO (Великобритания) и NCEP (США);

–  предупрежденность случаев отсутствия осадков была высокой (85-98%), в то время как предупрежденность выпадения осадков составляла 44-58%;
–  критерий качества Пирси-Обухова, характеризующий успешность альтернативного прогноза в целом, равен 0,42-0,45, что подтверждает практическую значимость прогнозов;
–  наиболее высокие оправдываемости прогнозов осадков были отмечены в переходные сезоны (октябрь, март-апрель), менее высокие – в январе–феврале;
–  прогнозы количества осадков на основе региональной модели имели средние абсолютные ошибки величиной 1,4-2,1 мм/12 ч и превышали ошибки прогнозов количества осадков спектральной модели Т85L31 на 0,1-0,5 мм/12 ч, а других сравниваемых моделей на 0,5-1,1 мм/12 ч;
–  систематические ошибки прогнозов осадков на текущий день составили минус 0,7 мм/12ч., систематические ошибки прогнозов осадков на 24 и 36 ч были положительными и изменялись от 0,8 до 1,0 мм/12 ч;
–  ошибки прогноза количества осадков, были максимальными в осенне-весенние месяцы и минимальные – в январе-феврале;
–  оценки успешности прогнозов осадков по Москве и Московской области в целом подтверждают результаты, полученные по территории Центральной России и ЦФО.

1.3.  Оперативные испытания прогнозов приземной температуры воздуха (То) показали следующее:
–  средние абсолютные ошибки прогнозов То на 24 ч изменялись от 2,4° по территории Европы до 3,8° по территории Азии; относительные ошибки были близки к единице (0,99-0,96); средние абсолютные ошибки прогнозов То на 48 ч в среднем составляли от 3,1° (Европа) до 4,9° (Азия); при сравнении с данными объективного анализа (ОА) региональные прогнозы на 24 ч по большинству характеристик успешности имели небольшое преимущество над успешностью аналогичных прогнозов спектральной модели Т85L31, а на 48 ч уступали успешности прогнозов этой модели;
–  оценка прогнозов температуры воздуха по станциям показала некоторое (в среднем на 0,5°) увеличение ошибок региональных прогнозов по сравнению с оценками по данным ОА;
–  максимальные значения ошибок прогнозов То отмечены в январе-феврале, а минимальные – в октябре-ноябре и апреле;
–  в целом оперативные испытания прогнозов приземной температуры воздуха в холодный период года показали не высокую их успешность.

1.4.  Рекомендовать Гидрометцентру России:
1.4.1.  Внедрить в оперативную технологию выпуска регионального гидродинамического прогноза полей метеорологических величин, функционирующую на основе усовершенствованной 30-уровенной неадиабатической модели атмосферы с горизонтальным разрешением 75 км, прогноз полей осадков с заблаговременностью до 36 ч.
1.4.2.  Использовать в оперативной практике прогнозы полей осадков заблаговременностью до 36 ч, получаемые на основе усовершенствованной региональной модели, в холодный период года в качестве вспомогательной прогностической продукции.
1.4.3.  Провести дополнительные оперативные испытания региональных гидродинамических прогнозов осадков в теплый период года.
1.4.4.  Продолжить работу по развитию модели, результаты испытания опубликовать.
1.4.5.  Провести сравнительный анализ оправдываемости оперативных прогнозов осадков и температуры воздуха на 24, 36 и 48 ч, получаемых с помощью рекомендованных к внедрению моделей и методов, а также составляемых прогнозистами–синоптиками по Европейской территории России, Москве и Московской области. Результаты представить в ЦМКП во II кв.2007г.


2.  Метод прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха по Москве и Московской области с заблаговременностью 1-5 суток на основе статистической интерпретации гидродинамической модели атмосферы (технология РЭП, автор П.П. Васильев).

2.1.  Отметить, что:
–  метод основан на реализации программно-технологического комплекса адаптивной статистической модели среднесрочного прогноза и использует статистическую интерпретацию продукции гидродинамических моделей атмосферы; численная адаптивная статистическая модель строится заново для каждой географической точки, для каждой даты, заблаговременности прогноза и использует синхронные прогностические связи.
–  в Гидрометцентре России разработана и применяется в оперативной практике технология составления краткосрочного и среднесрочного прогноза температуры воздуха (РЭП – расчет элементов погоды), основанная на реализации программно-технологического комплекса адаптивной статистической модели среднесрочного прогноза, использующая статистическую интерпретацию результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы.
–  технология предусматривает возможность формирования выпускаемой продукции различными алгоритмами (для отдельных пунктов, для территории субъектов Российской Федерации, для энергосистем, бассейнов рек, побережий морей).

2.2.  В 2004г. проведено усовершенствование технологии:
–  модифицирован алгоритм построения статистических моделей с учетом пополненных рядов архивов фактических данных и гидродинамических прогнозов – продукции гидродинамических моделей (порядка 10 лет); наличие таких рядов позволило оптимизировать продолжительность сезонного интервала при построения динамических статистических выборок в пределах от двух месяцев до 15 дней;
–  для комплексирования рассчитываемых прогнозов созданы базы данных продукции гидродинамических моделей атмосферы ECMWF (Reding) и UKMO (Exeter).

2.3.  Оценка успешности прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха с заблаговременностью до трех суток по Москве и до пяти суток по Московской области, составляемых в оперативном режиме в рамках указанной технологии, проводилась с апреля 2005г. по август 2006г.

2.4.  Результаты оперативных испытаний прогнозов экстремальной температуры воздуха по Москве показали следующее:
–  среднегодовые абсолютные ошибки прогнозов Тmin и Тmax изменялись в пределах от 1,9° на первые сутки до 2,2-2,3° на третьи сутки, оправдываемость прогнозов по Наставлению при этом составила соответственно для минимальной и максимальной температуры 87-86% на первые сутки и 81-78% на третьи сутки;
–  отмечено превышение над оправдываемостью инерционного прогноза от 8-13% на первые сутки до 28% на третьи сутки; оправдываемость прогнозов экстремальной температуры в среднем на 2-4% была ниже оправдываемости прогнозов синоптиков;
–  cравнение суточных прогнозов экстремальной температуры с аналогичными гидродинамическими прогнозами (автор Л.В.Беркович) показало весьма близкое совпадение успешности прогнозов Тmax, а прогнозы Тmin уступали по оправдываемости гидродинамическим прогнозам в среднем на 5%;
–  сравнение успешности прогнозов экстремальной температуры в холодное и теплое полугодия показало практически одинаковый уровень для прогнозов Тmax, а прогнозы Тmin в теплое полугодие на 16-22% превышали оправдываемость прогнозов Тmin в холодное полугодие; при этом в холодное полугодие отмечены отрицательные систематические ошибки прогнозов Тmin по Москве величиной 1,3-1,7&3176;.;
–  наибольшие значения абсолютных ошибок прогнозов Тmin отмечены в декабре, январе (от 3° на первые сутки до 3,7° на третьи сутки) и в марте (2,5-3°), в остальные месяцы указанные ошибки находились в пределах 1-2°; наибольшие ошибки прогнозов Тmax (около 2,5-3°) наблюдались в переходные сезоны года (в апреле-мае и сентябре-октябре).

2.5.  Результаты оперативных испытаний прогнозов экстремальной температуры воздуха по Московской области показали следующее:
–  среднегодовые абсолютные ошибки прогнозов Тmin и Тmax у схемы РЭП изменялись от 2,1-1,8° на первые сутки до 3,1-3,3° на пятые сутки;
–  оправдываемость прогнозов Тmin и Тmax составила соответственно 93-97% на первые сутки и 82-79% на пятые сутки с превышением над инерцией от 11-9% на первые сутки до 19-22% на пятые сутки;
–  успешность методических прогнозов экстремальной температуры в среднем была весьма близка к успешности аналогичных прогнозов синоптиков почти при всех заблаговременностях и только оправдываемость прогноза Тmax на пятые сутки у схемы РЭП уступала оправдываемости прогнозов синоптиков на 6%;
–  анализ успешности прогнозов РЭП отдельно для холодного и теплого полугодий также, как и по Москве, показал практически одинаковую успешность прогнозов Тmax по полугодиям, в то же время прогнозы Тmin теплого полугодия на 10-20% превышали оправдываемость прогнозов Тmin холодного полугодия. В отличие от Москвы, по области в холодное полугодие зафиксированы существенно меньшие отрицательные систематические ошибки прогнозов минимальной температуры воздуха.

2.6.  Рекомендовать Гидрометцентру России внедрить усовершенствованную технологию составления краткосрочных и среднесрочных прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха (РЭП), основанную на статистической интерпретации гидродинамических моделей атмосферы, для Москвы и Московской области.

2.7.  Рекомендовать Гидрометцентру России и Московскому Гидрометбюро использовать в оперативной практике прогнозы минимальной и максимальной температуры воздуха, составляемые в рамках технологии РЭП, в качестве основных расчетных по Москве на 2-3 сутки и по Московской области на 1-5 сутки.

2.8.  Рекомендовать Гидрометцентру России:
–  в первом полугодии 2007г. организовать и провести дополнительные испытания прогнозов максимальной температуры воздуха на текущий день и прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха на последующие сутки по Москве в сравнении с рекомендованными к внедрению методами краткосрочного прогноза экстремальной температуры воздуха;
–  во втором полугодии 2007г. провести оценку прогнозов экстремальной температуры воздуха по центрам субъектов Российской Федерации, выпускаемых на основе технологии РЭП;
–  продолжить работу по развитию технологии РЭП с учетом полученных в процессе испытания результатов.


3.  Информация о результатах сравнительной оценки:
–  методики прогнозирования суточных максимумов концентрации приземного озона (ГГО, Е.Л. Генихович, Л.Р. Сонькин, В.И. Кириллова, А.Д. Зив, Е.А. Яковлева, Гидрометцентр России, И.Н. Кузнецова, И.Ю. Шалыгина, М.И. Нахаев);
–  методики прогнозирования опасных уровней приземного озона в Центральном федеральном округе России (ЦАО – А.М Звягинцев, Гидрометцентр России – И.Н. Кузнецова, И.Ю. Шалыгина, НПО «Тайфун» - А.Ф.Нерушев).

3.1.  Отметить, что:
–  мониторинг содержания приземного озона осуществляется в семи крупных городах России;
–  качество указанной сети данных делает затруднительным их использование, так как применяемые средства измерения не имеют положительного заключения ЦКПМ Росгидромета;
–  представленные для сравнительной оценки методики прогноза основаны на линейных (ЦАО) или линеаризованных (ГГО) регрессионных соотношениях, установленных по данным наблюдений;
–  сравнительные оценки двух методик двух методик показали, что их эффективность превышает эффективность инерционного прогноза и что различия между показателями качества прогноза по двум методикам в основном не могут рассматриваться, как статистически значимые;
–  математический аппарат, использованный в методике ГГО, является более универсальным и позволяет построить единую методику прогнозирования суточных максимумов концентрации приземного озона на базе методики ГГО с включением предикторов, предложенных ЦАО и Гидрометцентра России.

3.2.  Одобрить работу, проведенную специалистами ГГО, ЦАО, Гидрометцентра России и НПО «Тайфун», по сравнительной оценке методик прогнозирования приземного озона.

3.3.  Рекомендовать ГГО, ЦАО и Гидрометцентру России:
–  разработку единой методики прогнозирования максимальных суточных концентраций приземного озона по пунктам с заблаговременностью до 48ч на основе согласованных между исполнителями принципов в первом полугодии 2007 г.;
–  организацию производственных испытаний указанной методики во втором полугодии 2007 г.;
–  представление единой методики и результатов ее производственных испытаний на ЦМКП в 1 кв. 2008 г.

3.4.  Рекомендовать УМЗ Росгидромета предусмотреть финансирование соответствующих работ в плане НИиОКР на 2007 г.


4.  Информация об изменении сроков выполнения «Плана испытаний»:

4.1.  О продлении периода испытаний метода прогноза полусуточных сумм осадков в пункте на срок до пяти суток (ДВНИГМИ, автор В.М. Вербицкая).
Удовлетворить просьбу Якутского УГМС о продлении срока испытаний указанного метода с представлением результатов и решения Технического совета УГМС в апреле 2007г. (основание - письмо от 9.10.2006г.).

4.2.  Об исключении из «Плана испытаний» автоматизированного гидродинамико-статистического метода прогноза скорости ветра (ОЯ) в летний период с заблаговременностью 36 ч для Европейской территории России (Гидрометцентра России, автор Э.В. Переходцева).
Исключить автоматизированный гидродинамико-статистический метод прогноза скорости ветра (ОЯ) с заблаговременностью 36 ч на Европейской территории России в летний период (автор Э.В. Переходцева) в связи с демонтажем ЭВМ, на которой функционировала гидродинамическая модель, а ее выходная продукция являлась базовой для реализации метода (основание – письмо № К-554 от 03.10.2006г).

4.3.  О включении в «План испытания» оценки прогнозов метеорологических величин (приземной температуры воздуха, осадков и средней скорости ветра) в московском регионе на базе модели ММ5 (Пенсильванский университет США), параметризованной в Гидрометбюро Москвы и Московской области (письмо АНО Гидрометеорологическое Бюро Москвы и Московской области от 20.10.2006г. № ГМБ-86/01-9).
4.3.1.  Считать целесообразным проведение испытания данной версии модели ММ5 в сроки и по программе сравнительной оценки моделей и предусмотреть их в «Плане испытания» на 2007г.

4.4.  Об исключении из «Плана испытания на 2006г.» оценки прогнозов полей метеорологических величин (геопотенциала изобарических поверхностей, температуры воздуха и ветра на стандартных уровнях атмосферы, давления на уровне моря, приземной температуры воздуха и осадков) по регионам Евроры и Центральной России с заблаговременностью до 5 суток с использованием модели ММ5, адаптированной в Гидрометцентре России (К.Г. Рубинштейн, Р.Ю. Игнатов, И.В. Новикова).
4.4.1. Удовлетворить просьбу Гидрометцентра России (письмо № К-554 от 03.10.2006г) и исключить из «Плана испытаний» на 2006г. указанную модель гидродинамического прогноза в связи с недостаточностью вычислительных ресурсов и необходимостью усовершенствования отдельных блоков модели.
4.3.2. Рекомендовать Гидрометцентру России в I кв. 2007г. организовать сравнительную оценку успешности прогнозов полей метеорологических величин, выпускаемых на основе имеющихся моделей циркуляции атмосферы различного масштаба, включая модель, указанную в п. 4.3 данного решения, по единой согласованной программе; предусмотреть сравнение с успешностью зарубежных центров.
4.3.2. Включить указанную работу в «План испытания» на 2007г. Результаты представить на рассмотрение ЦМКП во II кв.2007г.


Председатель Центральной методической комиссии
по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам

А.И. Бедрицкий



© Методический кабинет Гидрометцентра России