«Фундаментальные и прикладные гидрометеорологические исследования»
Под редакцией канд. геогр. наук Р. М. Вильфанда
Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 2003

В сборнике представлены результаты работ, выполненных в Гидрометцентре РФ в рамках проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ).
Представлена схема прогнозирования внутримесячных изменений температуры воздуха, основанная на статистических процедурах и включающая использование ансамблевых подходов к интерпретации расчетов по гидродинамическим моделям.
Даны обзоры современного состояния систем ансамблевого прогнозирования, исследований относительной роли внутренней и вынужденной изменчивости атмосферы, основных подходов к построению моделей общей циркуляции океана.
Изложены результаты анализа условий формирования и изменчивости поля осадков по данным наблюдений и на основе расчетов по гидродинамическим моделям.
Предложен новый метод вертикальной интерполяции с использованием рядов Фурье.
Сборник рассчитан на широкий круг специалистов в области метеорологии, физики атмосферы и гидросферы, прогноза погоды, а также на преподавателей и студентов гидрометеорологических специальностй.


Содержание

Р.М. Вильфанд, В.А. Тищенко, В.М. Хан. Схема прогноза внутримесячного хода приземной температуры воздуха с использованием ансамблевого подхода - в формате .rtf

Р.М. Вильфанд, В.А. Тищенко, В.М. Хан. Усовершенствование методики прогнозирования по ансамблю приземной температуры воздуха в течение месяца - в формате .rtf

А.В. Муравьев, И.А. Куликова, Е.Н. Круглова, А.Ю. Бундель. Анализ вынужденной изменчивости атмосферы с помощью вейвлет-фильтрации модельных данных - в формате .rtf

В.Д. Казначеева. Методы и результаты исследования относительной роли внутренней (собственной) и вынужденной изменчивости системы атмосфера-подстилающая поверхность - в формате .rtf

Т.С. Кружкова, Т.Г. Иванидзе, М.Е. Макарова. Статистические характеристики тропических циклонов и особенности циркуляции атмосферы за 30 лет (1970-1999 гг.) - в формате .rtf

Н.П. Шакина, А.Р. Иванова, Е.Н. Скриптунова. Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков - в формате .rtf

Н.П. Шакина, Е.Н. Скриптунова, А.Р. Иванова, И.А. Хоменко. Сильные осадки средиземноморских циклонов над Россией и Украиной - в формате .rtf

А.Ю. Бундель. Моделирование зимних осадков с учетом реальных аномалий температуры поверхности океана - в формате .rtf

И.В. Акимов. Результаты использования метода расчета количества осадков, основанного на параметризации микрофизических процессов, в глобальной спектральной модели атмосферы Т85L31Р - в формате .rtf

Р.Ю. Игнатов. Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения и осадков в результатах численных экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России - в формате .rtf

Ю.Д. Реснянский, А.А. Зеленько. Динамика водообмена между океаническими бассейнами и ее связь с атмосферными воздействиями в модели общей циркуляции океана - в формате .rtf

В.И. Цветков, О.В. Снопова. Применение рядов Фурье для вертикальной интерполяции при адаптации крупномасштабного поля ветра к локальным особенностям рельефа - в формате .rtf


Аннотации

УДК 551.509: 551.314
Схема прогноза внутримесячного хода приземной температуры воздуха с использованием ансамблевого подхода, Вильфанд Р.М., Тищенко В.А., Хан В.М., Труды Гидрометцентра России, 2003
В работе приведена схема прогноза сглаженного хода температуры в течение месяца. В качестве предсказателя использованы значения полей Н500, давления на уровне моря и температуры на поверхности 850 гПа в первой декаде месяца. При выборе наилучших предикторов на архивном материале выявлены некоторые устойчивые взаимосвязи между термическим режимом внутри месяца в различных пунктах и преобразованными метеорологическими полями в первой декаде месяца. Использовано разложение по эмпирическим ортогональным функциям. Прогностическая схема представляет собой аналого-регрессионную модель, использующую в качестве предикторов выходные данные гидродинамического среднесрочного прогноза на первую декаду прогнозируемого месяца с объединением в одну выборку соседних декад.. Испытания на независимом материале с использованием ансамблей выходных данных моделей Гидрометцентра России и NCEP USA показали, что прогноз имеет достаточно высокую оправдываемость.


УДК 551.509:551.314
Усовершенствование методики прогнозирования по ансамблю приземной температуры воздуха в течение месяца, Вильфанд Р.М., Тищенко В.А., Хан В.М., Труды Гидрометцентра России, 2003
В работе дан краткий обзор по системам ансамблевого прогнозирования в некоторых мировых прогностических центрах. Ансамблевый подход прогноза приземной температуры воздуха внутри месяца, разработанный в Гидрометцентре России, осуществляется посредством статистической интерпретации среднесрочных прогнозов гидродинамических моделей Гидрометцентра России и НЦПОС США. В статье приводятся сравнительные оценки оправдываемости прогнозов для двух типов входных данных. С целью повышения успешности статистических прогнозов приземной температуры в работе исследовались закономерности временной и пространственной изменчивости характеристик, влияющих на прогнозируемые элементы погоды. Также проводилась объективная классификация типов крупномасштабной циркуляции в средней тропосфере в зависимости от результатов выходных данных статистической модели. Результаты оценок свидетельствуют об эффективности использования в схеме долгосрочного прогноза классификации метеорологических полей в средней тропосфере и характеристик изменчивости величины взаимосвязей и пространственного положения информативных районов (f(t), l(t)) для повышения качества модели.


УДК 551.513.001.572
Анализ вынужденной изменчивости атмосферы с помощью вейвлет-фильтрации модельных данных, Муравьев А.В., Куликова И.А., Круглова Е.Н., Бундель А.Ю., Труды Гидрометцентра России, 2003
Вынужденная изменчивость атмосферы интерпретируется как долгопериодная составляющая сигнала от воздействия температуры поверхности океана на индексы крупномасштабной циркуляции Уоллеса-Гацлера. Использовано вейвлет-разложение. На основе энтропии Шеннона проверено несколько семейств всплесков. Показано, что вынужденная изменчивость модельного процесса имеет типичный период, превышающий две-три недели от начального срока интегрирования. Затухание сигнала за пределами двух месяцев свидетельствует о наличии систематического дрейфа модели и о необходимости его учета при моделировании сезонной изменчивости.


УДК 551.513.551.914
Методы и результаты исследования относительной роли внутренней (собственной) и вынужденной изменчивости системы атмосфера-подстилающая поверхность, Казначеева В.Д., Труды Гидрометцентра, 2003
Рассматриваются методы определения внутренней изменчивости динамики атмосферы и изменчивости, связанной с внешним форсингом – аномалиями температуры поверхности океана (ТПО). Приводятся результаты вычисления, полученные различными авторами. Сделан вывод о том, что отклик атмосферы на форсинг изменяющихся аномалий ТПО (сигнал) может быть отделен от внутренней изменчивости посредством длительного интегрирования модели.


УДК 551.515.2
Статистические характеристики тропических циклонов и особенности циркуляции атмосферы за 30 лет (1970-1999 гг.), Кружкова Т.С., Иванидзе Т.Г., Макарова М.Е., Труды Гидрометцентра России, 2003
На основе банка данных о тропических циклонах (ТЦ) за 1970-1999 гг., созданного в отделе глобального анализа и прогноза погоды Гидрометцентра России, проведен сравнительный анализ статистических характеристик тропических циклонов во всех регионах тропического циклогенеза. Выявлены некоторые особенности циркуляции атмосферы в годы экстремальной повторяемости ТЦ, как наиболее показательные с точки зрения как аномалий циркуляции, так и аномалий параметров ТЦ.


УДК 551.578
Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков, Шакина Н.П., Иванова А.Р., Скриптунова Е. Н., Труды Гидрометцентра России, 2003
Представлен анализ данных самолетного зондирования, проводившихся над европейской территориейбывшего СССР, в 40-60 годы прошлого века. Рассмотрены случаи, связанные с выпадением замерзающих осадков. Исследованы характеристики холодных, теплых и облачных слоев в атмосфере. Приведены данные о микрофизической структуре и водности облаков, из которых выпадали переохлажденные осадки.


УДК 551.578
Сильные осадки средиземноморских циклонов над Россией и Украиной, Шакина Н.П., Скриптунова Е.Н., Иванова А.Р., Хоменко И.А., Труды Гидрометцентра России, 2003
Представлен анализ случая катастрофического гололеда на Украине в ноябре 2000 г., обусловленного выходом южного циклона. Использовались следующие диагностические характеристики: фронтальный параметр, высота тропопаузы, фронтогенетическая функция и высота уровня нулевой плавучести (уровень конвекции). Проведено исследование вклада динамического вынуждения в формирование сильных осадков, проанализированы различия динамики южных циклонов и прочих атмосферных осадкообразующих систем. Доказано, что средиземноморские циклоны характеризуются наличием активных фронтов, зонами высоких положительных значений фронтогенетической функции и интенсивными поперечными циркуляциями во фронтальных зонах.


УДК 551.513.001.572
Моделирование зимних осадков с учетом реальных аномалий температуры поверхности океана, Бундель А. Ю., Труды Гидрометцентра России, 2003
Исследуется чувствительность осадков в модели T40L15 к температуре поверхности океана (ТПО). Оценивается качество воспроизведения модельных осадков с различными масштабами осреднения, проводится сравнение с данными наблюдений GPCP (Global Precipitation Climatology Program). Используется вейвлет-разложение разностей суточных сумм осадков и индексов циркуляции в эксперименте с климатическими и с реальными ТПО. Показано, что с помощью вейвлет-анализа можно выявить связь между этими разностями. Сделан вывод о необходимости регионального анализа влияния ТПО на осадки и факторы осадкообразования.


УДК [551.577.1+551.576.1].001.572
Результаты использования метода расчета количества осадков, основанного на параметризации микрофизических процессов, в глобальной спектральной модели атмосферы T85L31, Акимов И.В., Труды Гидрометцентра России, 2003
Проведено включение в глобальную спектральную модель атмосферы T85L31 в качестве блока расчета осадков нового метода параметризации микрофизических процессов. Представлены результаты сравнения расчета осадков по новой версии модели с результатами, полученными по оперативной версии модели. Выполнено сравнение рассчитанных величин осадков с фактическими данными как по регионам северного полушария, так и по отдельным станциям европейской территории России. Результаты сравнения показали эффективность учета микрофизических процессов при прогнозе осадков.


УДК 551.5.573.577
Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения и осадков в результатах численных экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России, Игнатов Р.Ю., Труды Гидрометцентра России, 2003
Для валидации моделей общей циркуляции атмосферы в качестве эталонов необходимо использовать глобальные данные. Естественно, встает вопрос о надежности этих данных, какому архиву отдать предпочтение в том или ином случае. Для ответа на эти вопросы необходимо выполнить сравнение между собой различных типов данных. Этому посвящена первая часть работы, в которой анализируются имеющиеся в наличии глобальные данные по осадкам и испарению. Во второй части работы анализируются осадки и испарение в экспериментах с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России. Проводится сравнение с эталонами модельных осадков и испарения. Рассматривается влияние удвоение концентрации углекислого газа и аэрозоля на осадки и испарение.


УДК 551.465.45
Динамика водообмена между океаническими бассейнами и ее связь с атмосферными воздействиями в модели общей циркуляции океана, Реснянский Ю.Д., Зеленько А.А., Труды Гидрометцентра России, 2003
Дан обзор основных подходов, использующихся при построении моделей общей циркуляции океана (МОЦО). Хотя исходные уравнения, выражающие физические законы сохранения, являются общими для большинства МОЦО, конкретные способы построения численных моделей отличаются большим многообразием. Разнообразны и приложения этих моделей, все чаще становящихся средством решения практических задач. Приведены результаты численных экспериментов с МОЦО Гидрометцентра России по исследованию изменчивости водообмена между океаническими бассейнами. Проанализирована, в частности, динамика расхода Антарктического циркумполярного течения. Получено, что изменчивость водоообмена содержит выраженную короткопериодную компоненту с размахом колебаний в несколько десятков Свердрупов. Показано, что на широте 30° ю.ш., которую часто принимают за северную границу Южного океана, имеет место отнюдь не пренебрежимо малые не только меридиональные течения на отдельных долготах, но также и интегральный водообмен в пределах больших створов с масштабами зональной протяженности Индийского и Тихого океанов.


УДК 551.554
Применение рядов Фурье для вертикальной интерполяции при адаптации крупномасштабного поля ветра к локальным особенностям рельефа, Цветков В. И., Снопова О. В., Труды Гидрометцентра, 2003
В ходе выполнения проекта РФФИ был разработан новый алгоритм расчета вертикальной компоненты скорости ветра. Данный алгоритм базируется на теории Фридмана о турбулизирующем векторе. При выводе уравнений использовался масштабный анализ, который позволил получить расчетные формулы, пригодные не только для теоретических исследований, но и для применения на практике. Для интерполяции по вертикали использовалось разложение метеовелечин в ряды Фурье по ортогональным полиномам Чебышева-Лагерра, что позволило минимизировать ошибки интерполяции.


© Методический кабинет Гидрометцентра России