Результаты испытания метода прогноза максимальных уровней воды на реках Якутии
заблаговременностью от 15 до 40 суток в период весеннего половодья за 2004-2006 гг.


На основе методов комплексного сравнительно-географического и статистического анализа с учетом спутниковой информации о заснеженности территории в ДВНИГМИ (автор Т. И. Москвич) разработан метод дешифрирования снежного покрова по космическим данным, включающим определение границ залегания снега, его площади, средней высоты снеговой линии, а также площади одновременного снеготаяния на водосборе.
Метод использован для получения новых предикторов максимальных уровней воды весеннего половодья на реках бассейна Лены.
Метод разработан с применением программного средства «IVIEW».
Применим в том числе для условий недостаточности данных наземных наблюдений за снежным покровом.
Заблаговременность прогноза 15-40 суток.

Испытание метода прогноза максимального уровней половодья на реках Алдан и Мая с заблаговременностью от 15 до 40 суток проведено в Якутском ЦГМС – Р (исполнители А. Н. Аржаков, К. И. Кусатов) по материалам 2004-2006 гг. для семи пунктов (п.) на реках Алдан, Амга, Мая, Учур и Тимптон.

За испытуемый период составлено 60 прогнозов. Оценка прогнозов велась в соответствии с Методическими указаниями [1].

Испытания проводились с помощью программного средства «Регрессия», разработанного для построения уравнения регрессии и выбора значимых предикторов.
В таблицах 1-20 представлены оценки прогнозов максимальных уровней воды за 2004-2006 гг. на реках Якутии в мае, июне и за половодье.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга в мае рассчитывались по уравнению:

у(х) = 381,124 + 3,62х1 + 4,56х2 - 2,157х3 + 2,968х4
где
х1 - максимальные снегозапасы;
х2 - величина остаточных снегозапасов;
х3 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
х4 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая.


Таблица 1. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 817 874 752
Прогноз уровня 582 918 731
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 235 -44 21
Оправдываемость прогнозов (%) 0 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = 470,656 + 3,342х1 - 2,167х2
где
х1 - величина остаточных снегозапасов;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая.


Таблица 2. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 427 279 371
Прогноз уровня 454 292 494
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -27 -13 -123
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7 %.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга за половодье рассчитывались по уравнению:
у(х) = 203,352 + 6,919х1 + 3,422х2
где
х1 - величина остаточных снегозапасов;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у с. Томмот
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у с. Томмот в мае рассчитывались по уравнению:

у(х)=550,706 + 1,23х1 - 5,158х2 - 0,531х3
где
х1 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;
х3 - величина остаточных снегозапасов.

Таблица 3. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 591 591 786
Прогноз уровня 805 678 725
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -214 -87 61
Оправдываемость прогнозов (%) 0 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у с. Томмот в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = 718,497 - 3,762х1 + 2,586х2 + 0,584х3 - 0,183х4
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;
х4 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта.

Таблица 4. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 496 533 514
Прогноз уровня 185 593 557
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 311 -60 -43
Оправдываемость прогнозов (%) 0 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан — с. Томмот за половодье рассчитывались по уравнению:
у(х) = 792,65 - 0,018х1 + 0,001х2
где
х1 – f в км2 на 20 мая;
х2 - F в км2 на 20 мая;
f и F – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 5. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 592 591 786
Прогноз уровня 865 1014 789
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -273 -423 -3
Оправдываемость прогнозов (%) 0 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль в мае рассчитывались по уравнению:
у(х) = 1181,8+8,153х1
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля.

Таблица 6. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1286 950 1294
Прогноз уровня 1214 1267 1182
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 72 -317 112
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль в июне рассчитывались по уравнению:
у(х) = 1818,758 - 14,194х1 - 3,691х2 + 23,396х3
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;
х2 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля.

Таблица 7. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1145 984 924
Прогноз уровня 1259 1012 1022
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -114 -28 -98
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль за половодье рассчитывались по уравнению:
у(х) = 953,765 + 1,528х1 - 5,001х2 + 2,272х3
где
х1 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 10 мая.

Таблица 8. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1287 984 1294
Прогноз уровня 1190 1155 1254
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 97 -171 40
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю в мае рассчитывались по уравнению:

у(х)=1181,8 +8,153х1
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля.

Таблица 9. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1286 950 1294
Прогноз уровня 1214 1267 1182
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 72 -317 112
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = 1818,758 - 14,194х1 - 3,691х2 + 23,396х3
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;
х2 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля.

Таблица 10. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1145 984 924
Прогноз уровня 1259 1012 1022
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 114 28 98
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю за половодье рассчитывались по уравнению:

у(х) = 953,765 + 1,528х1 - 5,001х2 + 2,272х3
где
х1 – сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 10 мая.

Таблица 11. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 1287 984 1294
Прогноз уровня 1190 1155 1254
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 97 -171 40
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан в мае рассчитывались по уравнению:

у(х) = - 152,123 + 2,163х1 + 0,114х2 + 2,757х3 + 0,054х4
где
х1 - максимальные снегозапасы;
х2 – f в км2 на 29 апреля;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 23 апреля;
х4 - f в км2 на 20 мая;
f – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 12. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 382 271 394
Прогноз уровня 162 226 205
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 220 45 189
Оправдываемость прогнозов (%) 0 100 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = 472,759 - 2,053х1 - 0,042х2 + 4,631х3 + 1,382х4
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая;
х2 – f в км2 на 29 апреля;
х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 23 апреля;
х4 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;
f – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 13. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 444 274 353
Прогноз уровня 480 237 490
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -36 37 -137
Оправдываемость прогнозов (%) 0 100 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан за половодье рассчитывались по уравнению:

у(х) = 113,601 + 0,397х1 + 0,047х2 + 1,431х3 + 0,518х4
где
х1 - максимальные снегозапасы;
х2 - f в км2 на 29 апреля;
х3 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
х4 - величина остаточных снегозапасов;
f – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 14. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 447 271 394
Прогноз уровня 221 283 364
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 226 -12 30
Оправдываемость прогнозов (%) 0 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда в мае рассчитывались по уравнению:

у(х) = 448,608 + 1,434х1 + 1,036х2
где
х1 - величина остаточных снегозапасов;
х2 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта.

Таблица 15. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 650 458 546
Прогноз уровня 574 467 665
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 79 -9 -119
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = -520,398 + 0,074х1 - 2,538х2 - 0,015х3 + 1,158х4 + 2,08х5 + 5,277х6
где
х1 - f в км2 на 20 мая;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая;
х3 - f в км2 на 9 мая;
х4 - высота снеговой линии на 9 мая;
х5 - величина остаточных снегозапасов;
х6 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;
f – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 16. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 633 416 520
Прогноз уровня 601 561 757
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 32 -145 -237
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда за половодье рассчитывались по уравнению:

у(х) = 185,575 + 1,322х1 + 0,585х2
где
х1 - величина остаточных снегозапасов;
х2 - высота снеговой линии на 29 апреля.

Таблица 17. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 651 458 546
Прогноз уровня 582 620 631
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 69 -162 -85
Оправдываемость прогнозов (%) 100 0 0

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%.


Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон в мае рассчитывались по уравнению:

у(х) = -8336,096 + 25,441х1 + 1,998х2 + 2,948х3 + 0,986х4 + 0,264х5
где
х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;
х2 - f в км2 на 29 апреля;
х3 - высота снеговой линии на 23 апреля;
х4 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;
х5 – f в км2 на 23 апреля;
f – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 18. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 868 895 938
Прогноз уровня 870 881 904
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического 2 -14 -34
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон в июне рассчитывались по уравнению:

у(х) = -566,514 + 4,438х1 + 0,023х2 + 2,499х3 - 0,797х4 + 1,362х5 - 0,506х6 - 1,204х7
где
х1 - величина остаточных снегозапасов;
х2 - F в км2 на 9 мая;
х3 - высота снеговой линии на 9 мая;
х4 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая;
х5 - максимальная величина снегозапасов;
х6 - f в км2 на 23 апреля; х7 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
f и F – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 19. Оценка прогнозов максимальных уровней воды в июне

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 868 895 938
Прогноз уровня 880 922 901
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -12 -27 37
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100%.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон за половодье рассчитывались по уравнению:

у(х) = 204,121 + 0,45х1 + 11,438х2 + 2,994х3 + 0,629х4
где
х1 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта;
х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;
х3 - величина остаточных снегозапасов;
х4 - высота снеговой линии на 20 мая.

Таблица 20. Оценка прогнозов максимальных уровней воды за половодье

Уровни воды (м) и характеристики оправдываемости прогнозов Год расчета
2004 2005 2006
Фактический уровень 868 895 938
Прогноз уровня 880 922 901
Отклонение прогнозируемого уровня от фактического -12 -27 37
Оправдываемость прогнозов (%) 100 100 100

Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100%.

В таблице 21 представлена общая оправдываемость прогнозов за период испытаний 2004–2006 гг.

Таблица 21. Общая оправдываемость прогнозов за период испытаний 2004-2006 гг.

Река - пункт Количество прогнозов Общая
оправдываемость (%)
всего составлено оправдавшихся не оправдавшихся
1. р. Амга - с. Амга 6 4 2 66,7
2. р. Алдан - с. Томмот 9 4 5 44,4
З. р. Алдан - с. Усть- Миль 9 7 2 77,8
4. р. Учур – с.Чюльбю 9 7 2 77,8
5. р. Мая - с. Нелькан 9 5 4 55,6
б. р. Мая - с. Чабда 9 4 5 44,4
7. р. Тимптон- с.Тимптон 9 9 0 100
Всего 60 40 20 66,7

Учитывая полученные результаты испытаний, Технический совет Якутского УГМС в своем решении от 21 декабря 2007 г. постановил:
- использование метода прогноза максимальных уровней воды для п. Томмоти и Чабда в оперативной работе нецелесообразно,
- использовать метод прогноз максимальных уровней воды на р. Тимптон по п. Тимптон.в оперативной практике в качестве основного, для остальных пунктов использовать метод в качестве консультативного.

Литература
Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов.
РД 52.27.284-91. Л.: Гидрометеоиздат, 1991

Контакты
А. Н. Аржаков, К. И. Кусатов
Якутский ЦГМС-Р
E-mail: sunyugms@sakha.ru


© Методический кабинет Гидрометцентра России