Результаты оперативных испытаний гидродинамических прогнозов метеорологических полей на основе глобальной спектральной модели атмосферы T169L31 на стандартных изобарических поверхностях, давления на уровне моря заблаговременностью до 240 ч для регионов Северного и Южного полушарий, а также прогнозов приземной температуры воздуха (2м), 12-часовых сумм осадков и приземного ветра с заблаговременностью до 120 ч для регионов внетропической части Северного полушария и для регионов России


Оперативные испытания гидродинамических прогнозов метеорологических полей на основе глобальной спектральной модели атмосферы T169L31 проходили в лаборатории испытания и оценки методов прогноза ГУ «Гидрометцентр России» в период с апреля 2009 г. по март 2010 г.

В период испытаний оценивались прогнозы высотных метеорологических полей: геопотенциала (H), температуры воздуха (T), ветра (W) на уровнях 850, 500 и 250 гПа, давления на уровне моря (Po) и приземного ветра (Wz) для территории Европы, Азии, а также внетропической части Северного и Южного полушарий с использованием полей объективного анализа в узлах сетки 2.5 х 2.5 град.

Для полей Po, H и T рассчитывались общепринятые характеристики успешности:
- коэффициент корреляции тенденций,
- коэффициент корреляции аномалий,
- средняя квадратичная ошибка,
- средняя арифметическая ошибка,
- средняя абсолютная ошибка,
- относительная ошибка,
- градиентная ошибка,
- ошибка совпадения по знаку.

Для полей Wz, W рассчитывались:
- средняя квадратичная ошибка вектора скорости,
- средняя арифметическая ошибка модуля скорости ветра,
- средняя абсолютная ошибка модуля скорости ветра.

Осреднение характеристик успешности прогнозов полей Po, H, T и Wz проводилось за весь период испытаний. Для сопоставления результатов делалась аналогичная оценка глобальных прогнозов по моделям UKMO (Великобритания), NCEP (США), DWD (ФРГ), ECMWF (ЕЦСПП), отечественных оперативно функционирующих глобальных моделей T85L31, PLAV-2008 и региональной модели (Region). Показатели успешности прогностических полей в свободной атмосфере и давления на уровне моря на 24-72 ч представлены за исходный срок 00 ч ВСВ, а для прогнозов на 96-240 ч за исходный срок 12 ч ВСВ - презентация (857 КБ) - графики.

Результаты показали, что успешность прогнозов по модели Т169L31 в целом выше, чем по модели Т85L31, но уступает успешности прогнозов высотных полей метеорологических величин и успешности прогнозов полей Po и Wz по модели PLAV-2008 для всех заблаговременностей и всех территорий.

Успешность прогнозов полей метеорологических величин в свободной атмосфере у зарубежных глобальных моделей заметно выше успешности аналогичных прогнозов отечественных глобальных моделей.

Поля приземной температуры воздуха и осадков в исходный срок 00 ч ВСВ с заблаговременностью до 72 ч оценивались по данным синоптических станций для регионов: Европейская территория России, Западная Сибирь, Восточная Сибирь и Дальний Восток.

Осреднение характеристик успешности прогнозов полей приземной температуры воздуха и осадков - отдельно для теплого и холодного полугодий.

Оценка численных прогнозов элементов погоды по 8 моделям за апрель 2009 г. - март 2010 г. - презентация (106 КБ) - таблицы.

Показатели успешности прогнозов температуры воздуха в указанных регионах в теплый период года приведены на слайдах 1-9 и в холодный период года - на слайдах 10-18.
Как следует из этих данных, успешность прогнозов приземной температуры воздуха по модели T169L31 имеет преимущества перед моделью T85L31 для отдельных заблаговременностей и территорий, но несколько уступает успешности аналогичных прогнозов модели PLAV-2008 в холодный период года.
Показатели успешности прогнозов осадков в перечисленных регионах России приведены на слайдах 19–26.
В прогнозах осадков оценивался факт наличия/отсутствия осадков по известным критериям (обозначения в таблицах): U, Uoc, Ubo, Poc, Pbo, Pir, т.е. общая оправдываемость, оправдываемость прогноза наличия осадков и отсутствия осадков, предупрежденность случаев с осадками, без осадков (все эти значения в %) и критерии надежности Для осадков оценивался факт выпадения осадков по известным критериям (обозначения в таблицах): U, Uoc, Ubo, Poc, Pbo, HSS, Pir, т.е. общая оправдываемость, оправдываемость прогноза «осадки» и «без осадков», предупрежденность случаев с осадками, без осадков (все эти значения в %) и критерий надежности HSS и качества Пирси – Обухова (Pir). При оценке прогноза количества осадков были рассчитаны средняя (cr/os) и средняя абсолютная ошибки (ab/os) в мм/12ч.

Успешность прогнозов факта выпадения осадков в холодный период года по модели T169L31 (критерий надежности Н.А. Багрова-Хайдке HSS составляет 0,52-0,48 с увеличением заблаговременности) выше успешности прогнозов по модели T85L31 (HSS составляет 0,45-0,42); оба варианта спектральной модели уступают в успешности рассматриваемых прогнозов по модели PLAV -2008 (HSS = 0,56-0,54).

Успешность прогнозов факта выпадения осадков в теплый период года во всех регионах России по модели T169L31 (HSS в пределах от 0,42 до 0,48) выше аналогичной успешности по модели T85L31 (HSS от 0,34 до 0,45) и по модели PLAV - 2008 (HSS от 0,33 до 0,41).

Прогнозы количества слабых и умеренных осадков на основе модели T169L31 имели погрешности (средние абсолютные ошибки составляли соответственно 1.9 и 6,7 мм/12 ч), превышающие погрешности указанных прогнозов количества осадков на основе модели ПЛАВ-2008 (средние абсолютные ошибки составляли соответственно 1.3 и 4,3 мм/12 ч); прогнозы количества сильных и очень сильных осадков обе модели прогнозировали с большими ошибками, сопоставимыми со значениями осадков.

Сопоставление прогнозов метеорологических полей отечественных глобальных моделей с аналогичными прогнозами, поступающими из ведущих зарубежных метеорологических центров показало:
- успешность прогнозов полей метеорологических величин в свободной атмосфере у зарубежных глобальных моделей заметно выше успешности аналогичных прогнозов отечественных глобальных моделей;
- впервые показатели успешности прогнозов осадков (в частности, факта их выпадения) в теплый период года отечественной модели T169L31 (HSS от 0,48 до 0,52) оказались несколько выше показателей успешности прогнозов осадков, поступающих в коде ГРИБ из метеорологического центра Великобритании - UKMO (HSS от 0,31 до 0,44), а аналогичные показатели отечественной модели ПЛАВ -2008 (HSS от 0,33 до 0,41) практически на одном уровне с показателями успешности прогнозов осадков модели UKMO.


Рекомендации о внедрении спектральной глобальной модели T169L31

Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим прогнозам Росгидромета 25 июня 2010 г. рекомендовала ГУ «Гидрометцентр России»:
- при сохранении оперативного функционирования конечно-разностной полулагранжевой и спектральной глобальных моделей циркуляции атмосферы внедрить спектральную модель T169L31 взамен модели T85L31 с размещением обновленной прогностической информации на оперативном веб-сайте;
- продолжить работы по дальнейшему развитию спектральной глобальной модели циркуляции атмосферы;
- ускорить работы по развитию технологии мультимодельного глобального ансамблевого прогнозирования.


Авторы
руководитель: Розинкина И.А.,
Астахова Е.Д, Алферов Ю.В., Пономарева Т.Я., Цветков В.И., Блинов Д.В.


Контакты
Розинкина Инна Адольфовна
E-mail: inna@mecom.ru
Тел.: 8 (499) 795-23-59, 8 (499) 795-21-46


© Методический кабинет Гидрометцентра России