Методы прогноза общего содержания озона и УФ-индекса

УФ-индекс (УФИ) характеризует уровень солнечной УФ радиации, приходящей на горизонтальную площадку земной поверхности, и введен для удобства информирования населения. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) рекомендует давать прогноз максимального значения УФИ на следующий день с учетом облачности.


Метод прогноза УФ-индекса

В ГУ «ЦАО» впервые разработан метод прогноза УФ-индекса с целью расширения списка прогнозируемых величин для оповещения населения о высоких уровнях УФ облученности земной поверхности. В основе метода прогноза УФ-индекса лежит эмпирическое соотношение (1) для прогноза интегральной солнечной УФ радиации Б-диапазона (длины волн до 315 нм), прошедшее ЦМКП Росгидромета в 2002 г. Оно слегка модернизировано, что позволяет оценивать УФ-Б облучённость не высокогорных территорий при углах Солнца над горизонтом до 70°.



Для перехода от прогноза интегральной УФ-Б радиации к прогнозу УФ-индекса (UVI) были получены несколько вариантов дополнительного соотношения, лучшим из которых, как показали испытания, оказалось следующее:


Составление суточного прогноза УФ индекса требует для расчета по приведенным выше формулам не позже утра прогнозируемого дня знания прогнозируемых значений трёх параметров: R, b(t), X и рассчитанного угла Солнца над горизонтом V(t). Хотя УФИ не обязательно будет достигать своего суточного максимума в момент максимальной высоты Солнца, при испытаниях метода прогноз составлялся именно на это время, так как измерения УФИ на станциях озонометрической сети проводятся именно в это время.


Метод краткосрочного прогноза ОСО

Метод краткосрочного (24 ч) прогноза ОСО разрабатывался для обеспечения суточного прогноза УФ-индекса. Он представляет собой регрессионное соотношение:



Испытания обоих методов прогноза проведены по результатам измерений ОСО и УФ-индекса озонометрами М-124 на станциях озонометрической сети Иркутск и Красноярск с 1 марта по 31 октября 2009 г. Телеграммы с озонометрических станций содержат также необходимые для составления прогноза синхронные результаты измерений количества общей облачности и информацию о наличии или отсутствии снежного покрова. Прогноз метеопараметров поступал из ГУ «Гидрометцентр России». Для прогноза количества общей облачности использовался инерционный прогноз.



Погрешности пргнозов, полученные в результате испытаний, приведены в таблицах 1-4. В таблицах также указано число дней (N), за которые проведено усреднение для каждой станции, и даны оценки обеспеченности и оправдываемости прогнозов. Проведено сравнение методического прогноза с инерционным прогнозом. Сравнение с инерционными прогнозами показало преимущество разработанных методов прогноза.

Метод прогноза общего содержания озона - краткосрочный (24 часа). Он может применяться на всей территории России. Метод прогноза УФ-индекса может быть любой заблаговременности, если его обеспечить прогнозом предикторов требуемой заблаговременности. Данный метод может применяться на всей территории России, исключая высокогорные районы, где необходима дополнительная проверка метода.

Результаты испытания разработанного метода прогноза УФ-индекса по измеренным значениям ОСО и КОО указывают на возможность повышения качества прогноза УФ-индекса предложенным методом без какой-либо его доработки в случае улучшения прогноза ОСО и особенно улучшения прогноза КОО.

Для составления прогноза УФ индекса по предложенному методу можно пользоваться как наземными, так и спутниковыми данными. Преимуществом разработанного метода является возможность прогнозировать УФ индекс даже в тех точках, где отсутствуют измерители УФ радиации. В то же время уже существует и оперативно функционирует сеть озонометрических и метеорологических станций, которые предоставляют всю необходимую для предлагаемого метода прогноза информацию, чтобы проводить оценки УФ-индекса на всей территории России.

Несмотря на удовлетворительные результаты испытаний, следует продолжить работу по усовершенствованию разработанного метода прогноза УФ-индекса с целью снижения погрешности прогноза высоких значений УФ-индекса, точный прогноз которых особенно важен для информирования населения.

Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам Росгидромета в решении от 26 октября 2010 г. отметила, что в ГУ «ЦАО» разработаны методы прогноза общего содержания озона (ОСО) на текущие сутки и ультрафиолетового индекса (УФИ) - с учетом облачности.

ЦМКП одобрила работу ГУ «ЦАО» по усовершенствованию метода прогнозирования ОСО и созданию нового метода прогноза УФ-индекса; а также работу ГУ «Гидрометцентр России» по проведению независимой проверки разработанных методов.

Комиссия рекомендовала:
- ГУ «Гидрометцентр России» включить разработанные методы суточного прогноза общего содержания озона и УФ индекса на территории РФ в технологию краткосрочного прогноза УФИ.
- ГУ «ЦАО» продолжить работу по усовершенствованию методов с учетом выявленных особенностей и высказанных на ЦМКП замечаний.


Автор

Иванова Наталья Сергеевна


Контакты

Центральная аэрологическая обсерватория, отдел озонного мониторинга
Тел.: (495) 408-61-41
E-mail: oom@cao-rhms.ru



© Методический кабинет Гидрометцентра России