Отчет о результатах оперативных испытаний успешности прогнозов осадков
по г. Кургану заблаговременностью 24-36 часов

на основе региональной гидродинамической модели Гидрометцентра России


В период с февраля по декабрь 2011 года группой метеорологических прогнозов ОМО ФГБУ «Курганский ЦГМС» проводились оперативные испытания успешности методических прогнозов интенсивности осадков, рассчитываемых на основе региональной гидродинамической модели прогноза полей метеорологических величин (барического поля и зон осадков) с заблаговременностью 48 часов (автор В.М Лосев - Гидрометцентр России). Испытания указанного метода прогноза осадков проводились в соответствии с «Планом испытания новых и усовершенствованных методов (технологий) гидрометеорологических прогнозов на 2011 год».

Модельные прогнозы осадков рассчитывались по пункту – г. Курган. За весь период испытания было получено и оценено 662 прогноза осадков по г. Кургану, рассчитанных по исходному сроку 00 ВСВ предыдущих суток. Оценивались прогнозы осадков заблаговременностью 24 и 36 часов. Оценка прогнозов проводилась в соответствие с действующим Наставлением. Для оценки прогнозов использовались данные о фактически выпавшем количестве полусуточных сумм осадков, предоставленные МС Курган, Вороновка.

При выполнении оценки решалась задача – определение успешности прогнозов осадков.

При выполнении работы использовались имеющиеся в распоряжении синоптиков карты экстремальной температуры воздуха и осадков, кольцевые карты погоды, карты барической топографии (БТ), численные прогнозы количества осадков на пентаду, умеренных и сильных осадков по территории Урала (в форме таблиц).

При этом в период испытаний проведено сравнение успешности методических прогнозов осадков по г. Кургану с прогнозами, составленными синоптиками оперативно.

Согласно РД 52.27.724-2009 «Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения» была рассчитана оправдываемость (Pос.кол., %) прогнозов количества осадков по каждой заблаговременности отдельно.

Приведенные в таблице 1 данные об оправдываемости прогнозов осадков по пункту, свидетельствуют о более высоком их уровне оправдываемости при заблаговременности 24 часа (83-96%), ниже уровень оправдываемости составил у заблаговременности 36 часов (70-95%).

Анализ оправдываемости прогнозов по сезонам года показал, что в зимний и переходные сезоны оправдываемости прогнозов была выше, чем в летний период примерно на 10-17% при всех рассматриваемых заблаговременностях.

В таблице 2 представлены результаты сравнительной оценки прогнозов осадков по г. Кургану проверяемой методики и составленных синоптиками оперативно за каждый месяц рассматриваемого периода и в целом за год. Из таблицы видно, что в целом за год суточные прогнозы осадков на основе проверяемой методики незначительно уступают в оправдываемости (на 1-3%).

оперативно составленным прогнозам синоптиков. Хотя в отдельные месяцы зимних (ноябрь-февраль), летних (июнь) и переходных (октябрь) сезонов года оправдываемость прогнозов была близка или на 5-8% выше.

Оценка качества прогноза осадков выполнялась по факту их наличия или отсутствия и количеству. Для определения качества прогнозов осадков по факту их наличия или отсутствия были рассчитаны следующие характеристики успешности: общая оправдываемость прогноза осадков (U), оправдываемость прогноза наличия осадков(Uос), оправдываемость прогноза факта отсутствия осадков(Uб.ос), предупрежденность факта наличия осадков (случаев с осадками) (Пос) и предупрежденность факта отсутствия осадков (случаев без осадков) (Пб.ос).

В соответствии с действующим Наставлением за факт наличия осадков принималось выпавшее их количество 0,0мм/12час.

Показатели успешности суточных прогнозов факта наличия (отсутствия) осадков по г. Кургану на основе гидродинамической модели атмосферы (автор Лосев) в сравнении с оперативными прогнозами синоптиков за каждый месяц (II – XII) и в целом за рассматриваемый период приведены в таблице 3.

Из таблицы видно, что за весь рассматриваемый период времени картина весьма не однозначная: у гидродинамической модели общая оправдываемость прогнозов факта наличия и отсутствия осадков уступает оправдываемости аналогичных прогнозов синоптиков (на 6%). Прогнозы наличия осадков лучше прогнозируют синоптики (выше на 8-9 %), чем гидродинамическая модель.

Высоко в 2011 году оправдались прогнозы отсутствия осадков (93%) у гидродинамической модели и синоптиков. Факт наличия осадков чаще предупреждали методические прогнозы (на 4% выше, чем оперативные прогнозы). Более высокая предупрежденность прогнозов отсутствия осадков была отмечена у синоптиков (82-84%), соответственно у методических прогнозов (74-75%). Таким образом, синоптические прогнозы осадков превышали методические прогнозы по большинству характеристик успешности.

Для выявления успешности прогнозов количество осадков рассчитывались следующие статистические показатели: средняя абсолютная ошибка (Q) и средняя (систематическая) ошибка (Q).

Статистические показатели успешности прогнозов количества осадков по г. Кургану на основе гидродинамической модели в сравнении с оперативными прогнозами синоптиков для всего периода испытаний и для каждого месяца в отдельности помещены в таблице 4.

Из таблицы видно, что испытываемые методические прогнозы количества осадков имели средние абсолютные ошибки в пределах от 0,2 до 1,9 мм/12 час. при заблаговременности 24 часа, и от 0,2 до 3,3 мм/12 час. при заблаговременности 36 часов. Соответственно указанные средние абсолютные ошибки оперативных прогнозов находились в пределах для заблаговременности 24 часа от 0,0 до 1,1 мм/12 час., для заблаговременности 36 часов от 0,0 до 1,9 мм/12 час. Таким образом, средние абсолютные ошибки методических прогнозов превышали аналогичные ошибки оперативных прогнозов на 0,2-0,8 мм/12 час. для заблаговременности 24 часа и на 0,2-1,4 мм/12 час. для заблаговременности 36 часов.

В целом за рассматриваемый период (11 мес.) средние абсолютные ошибки методичных прогнозов превысили аналогичные ошибки синоптиков на 0,4 мм/12 час. для заблаговременности 24 часа и на 0,8 мм/12 час. для заблаговременности 36 часов.

Систематические ошибки методических прогнозов количества осадков в целом за рассматриваемый период испытания были с положительным знаком и составили для заблаговременности 24 часа +0,0 мм за 12 час., для заблаговременности 36 часов +0,1 мм за 12 час. Аналогичные прогнозы осадков, составленные синоптиками менее удачные, имели отрицательное значение у прогнозов на 24 часа -0,1 мм за 12 час., прогнозов на 36 часов -0,2 мм за 12 час.

Сравнение прогнозов осадков на основе испытываемой региональной гидродинамической модели с оперативными прогнозами синоптиков показало, что в целом успешность в прогнозе осадков по региональной гидродинамической модели (автор Лосев) немного уступает в успешности синоптических прогнозов, которые по большинству показателей являются лидирующими.

Но, тем не менее, испытание данной модели позволило сделать вывод, что она имеет довольно высокие показатели оправдываемости. Достоинство заключается в большой наглядности результатов. Расчет производится за два исходных срока (00 и 12 ВСВ), что позволяет уточнять прогноз осадков. Метод дает возможность уточнять прогноз количества осадков в градациях действующего Наставления.

Учитывая, вышеизложенные результаты проведенных в 2011 году испытаний группой метеопрогнозов принято решение в дальнейшем в оперативной практике использовать в качестве дополнительного (вспомогательного) прогностического метода прогнозы полей осадков заблаговременностью до 48 часов, получаемые на основе усовершенствованной региональной гидродинамической модели Гидрометцентра России.


Литература

1. В.А. Панасенкова. О результатах испытания гидродинамического прогноза осадков на основе региональной модели прогноза метеорологических элементов заблаговременностью до 48 часов в теплый период года по территории Республики Саха (Якутия). Информационный сборник – 2006г. - № 33
2. Л.И. Бенькова. О результатах оперативных испытаний прогнозов осадков заблаговременностью 24-48 часов на основе региональной гидродинамической модели в Читинском ЦГМС - Р Забайкальского УГМС. Информационный сборник – 2007г. - № 34
3. Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов. РД 52.27.284-91. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991 г.
4. Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения. РД 52.27.724 – 2009. Обнинск «ИГ – СОЦИН» 2009 г.
5. Информационный сайт глобальной сети Интернет «Методический кабинет Гидрометцентра России».


Контакты

Ю.А. Пухова, синоптик 1 кат. ОМО
Ф.С.Фетисов, начальник ФГБУ "Курганский ЦГМС"
ФГБУ "Курганский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды"


© Методический кабинет Гидрометцентра России