Методы и технология расчета прогнозов температуры воздуха, осадков и класса пожарной опасности для административных районов Томской, Кемеровской областей и Алтайского края, а также Ханты-Мансийского автономного округа на 1-5 суток

Общие сведения

Коллективом специалистаов ГУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» совместно с сотрудниками «СибНИГМИ» под руководством М. Я. Здеревой в 2009 г. разработаны методы и технология расчета прогнозов температуры воздуха, осадков и класса пожарной опасности для административных районов Томской, Кемеровской областей и Алтайского края, а также Ханты-Мансийского автономного округа на 1-5 суток [1]. Эта работа явилась продолжением исследований по созданию детализированных методов прогнозов метеорологических элементов и явлений на средние сроки (до пяти суток) по территории ответственности Западно-Сибирского УГМС [2,3,4]. Разработанная схема получила название WSIBMZ.

Метод прогноза экстремальной температуры воздуха базируется на уравнениях МГУА, построенных на модельных данных объективного анализа схем – Европейского центра Среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) и Метеорологического центра Великобритании (UKMO) для каждой станции региона по отдельным периодам года.

Прогноз осадков состоит из двух этапов:
1. Прогноз ожидаемого класса по DW-деревьям распознавания образов.
2. Прогноз их количества по соответствующим уравнениям МГУА.

Для прогноза индекса пожарной опасности привлечен прогноз дефицита точки росы и дефицита упругости насыщения водяного пара по уравнениям МГУА. Результаты выдаются в различных форматах: таблицы для оперативных синоптиков, файлы для оценок, система отображения результатов на картографической подложке в ГИС-ресурсе. Подготовлено программное обеспечение всех цепочек технологической линии расчета прогнозов и их оценок.

С целью установления возможности внедрения указанной технологии в оперативную практику ГУ «Томский ЦГМС», ГУ «Кемеровский ЦГМС», ГУ «Алтайский ЦГМС», ГУ «Новосибирской ЦГМС-РСМЦ» были проведены оперативные испытания перечисленных методов прогноза. Дополнительно проверена оперативность и функциональность всей технологической линии проведения расчетов.

Оперативные испытания методов прогнозов температуры воздуха и осадков проходили в период с января по декабрь 2010 г, а метода прогноза индекса пожарной опасности – в период с апреля (от схода снежного покрова). Прогноз пожарной опасности рассчитывался ежедневно в оперативном режиме при наличии информации в коде GRIB по численным моделям ECMWF и UKMO.

Параллельно пополнялись архивные файлы фактической информации для станций территории ответственности Западно-Сибирского УГМС и Ханты-Мансийского ЦГМС. Для этой цели предусмотрена оперативная выборка фактических значений метеорологических данных, передаваемых в коде КН-01. Разработаны алгоритмы первичного контроля и восстановления отбракованных или отсутствующих данных, подготовлено программное обеспечение для работы блока в автоматическом режиме.

Оценка прогнозов осуществлялась согласно «Методическим указаниям по проведению производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов» (РД 52.27.284-91) [5], «Наставлению по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения» (РД 52.27.724-2009) [6] и «Методическим указаниям по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды» [7]. Алгоритмы оценок прогнозов были формализованы, так что оценки рассчитывались в автоматическом режиме. Ниже приведены результаты оперативных испытаний.


Успешность прогнозов экстремальной температуры воздуха

Прогностические и фактические данные были представлены по метеостанциям, входящим в административные единицы территории (таблица 1):

Новосибирская область - 37 станций,
Томская область - 23 станции,
Кемеровская область - 21 станция,
Алтайский край - 32 станции,
Ханты-Мансийский автономный округ - 27 станций.

За период испытаний для каждой станции области (края) было представлено 345 случаев прогнозов минимальной и максимальной температуры воздуха с заблаговременностью от одних до пяти суток.

Средние за период испытаний характеристики успешности прогнозов экстремальных значений температуры воздуха, рассчитанные по методу WSIBMZ на 1-5 суток по территории деятельности Западно-Сибирского УГМС, приведены в таблицах 2-3.

Прогноз минимальной и максимальной температуры в среднем по Томской области (таблица 2) на первые сутки оправдался примерно на 75% , на вторые и третьи сутки точность минимальных температур понизилась до 68-63%, а максимальных – до 71-66%, к пятым суткам качество прогнозов минимальной температуры продолжало понижаться. В течение года точность прогнозов на первые сутки колеблется от 60% в марте до 87% в июле для минимальных температур, от 56% в январе до 93% в октябре - для максимальных. В июле во вторые и третьи сутки точность прогнозов составляет 77-84%, в четвертые и пятые – ночью 76-79%, днем 61-71%. Наиболее низкая оправдываемость прогнозов на 2-5 сутки отмечена в зимний период (январь-март, ноябрь-декабрь), в основном ниже 50%. Анализ систематической ошибки показал. что самая большая отрицательная ошибка минимальных и максимальных температур наблюдается в феврале-марте (минус 2,2...3,0°С) во все заблаговременности, что говорит о занижении прогностических температур по методу WSIBMZ, а существенные положительные ошибки отмечаются при прогнозе максимальных температур (1,4-1,6°С) в летние месяцы с заблаговременностью 1-3 суток. Кроме того, положительные ошибки наблюдаются в ноябре-декабре также при всех заблаговременностях прогнозов (до 2,1-3,1°С).

Распределенение оправдываемости прогнозов температуры воздуха на основе метода WSIBMZ по территории рассматриваемого региона представлено в таблице 4.

Наиболее удачными были прогнозы экстремальных температур по юго-востоку области (Молчаново, Первомайское, Томск, Кожевниково) при всех заблаговременностях, точность прогнозов минимальной температуры в первые сутки была около 80%, максимальных – 75-80%, к пятым суткам оправдываемость понизилась до 54-60% и 60% соответственно. Прогнозы с более низкой точностью наблюдались на станциях Степановка и Александровское. На станции Александровское неудачными были прогнозы минимальной температуры, их оправдываемость в первые сутки составила 69%, в четвертые и пятые – 53%.

На рисунке 1-4 приведены сравнительные оценки успешности прогнозов температуры воздуха по методу WSIBMZ с внедренными ранее методами: методу И.Г. Храмцовой (ГУ «СибНИГМИ»), методу М.Я. Здеревой(ГУ «СибНИГМИ») и технологии РЭП (ГУ «Гидрометцентр России»), а также с оперативно составленными прогнозами с заблаговременностью 1-5 суток для отдельных городов Западной Сибири.




Рис. 1
Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов температуры по методу WSIBMZ, методу РЭП и оперативных прогнозов с заблаговременностью 1-5 суток по г. Томск (Томская область)






Рис. 2
Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов температуры по методу WSIBMZ, методу РЭП и оперативных прогнозов с заблаговременностью 1-5 суток по г. Кемерово (Кемеровская область)






Рис. 3
Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов температуры по методу WSIBMZ, методу РЭП и оперативных прогнозов с заблаговременностью 1-5 суток по г. Барнаул (Алтайский край)






Рис. 4
Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов температуры с заблаговременностью 1-5 суток
по г. Новосибирск

На рисунках видно, что оправдываемость прогнозов по модели РЭП и оперативных прогнозов сопоставима и выше точности прогнозов минимальной температуры по методу WSIBMZ на первые- третьи сутки на 10-16%, максимальной – на 11-17%, на четвертые и пятые сутки прогноз минимальной температуры по модели РЭП точнее на 10-13%, максимальной - всего на 2-8%. Прогнозы по методу Храмцовой И.Г. и методу Здеревой М.Я. менее успешны, их оправдываемость ниже на 4-8%.

Детальный анализ результатов сравнения показал, что на первые сутки минимальная температура по Томской, Новосибирской областям и Алтайскому краю оправдалась на 72-74%, по Кемеровской области – на 68%, точность прогнозов максимальных температур выше и колеблется от 71% (Кемеровская область) до 79% (Алтайский край). Оправдываемость прогнозов минимальных температур на вторые сутки по всем субъектам меняется в узких пределах 66-69%, на третьи сутки - от 60-63%. Успешность прогнозов максимальных температур на вторые и третьи сутки колеблется от 66-74% до 65-71% соответственно. Прогноз минимальной температуры на 4-5 сутки оправдался на 54-62%, максимальной – на 60-65%.

Более высокая точность прогнозов отмечается в теплый период (апрель-сентябрь). По Алтайскому краю и Кемеровской области наиболее успешные прогнозы экстремальных температур во все заблаговременности отмечаются в июле-августе, их оправдываемость от 87-93% в первые сутки доходит до 78-87% в пятые. По Томской области более высокая точность прогнозов отмечена в первые, вторые и третьи сутки, оправдываемость большинства прогнозов выше 70%. Прогнозы по Новосибирской области в этот период имеют также высокую успешность при всех забалговременностях. При этом оправдываемость прогнозов минимальной температуры понижается от 89-90% до 76-80% к пятым суткам, прогноз максимальной температуры в среднем составляет 86-73%.

В холодный период (январь-март, октябрь-декабрь) прогнозы минимальной и максимальной температуры по всем регионам имеют оправдываемость существенно ниже. В большинстве случаев она колеблется около 60%, но по территории Кемеровской и Новосибирской областей прогноз минимальной температуры в феврале в третьи и четвертые сутки имеет оправдываемость даже ниже 50%.

Такая не высокая успешность прогнозов температуры по всем моделям связана с особенностями синоптических процессов, протекающих на юго-востоке Западной Сибири. Усиление Кызыльского антициклона приводит к тому, что устанавливается мощный слой инверсии и происходит значительное выхолаживание приземного воздуха. При определенных синоптических процессах происходит разрушение слоя инверсии, но не по всей территории. В этих случаях метод WSIBMZ прогнозирует низкую температуру воздуха у земли с учетом инверсионного слоя, но фактические температуры оказываются выше прогностических. Так зимой 2010 г. в большинстве дней февраля погодообразующим синоптическим объектом был блокирующий гребень на Урале. Вследствие этого достаточно длительное время над территорией юго-востока Западной Сибири отмечалась циклоническая циркуляция, которая не способствовала установлению мощной инверсии. Момент разрушения инверсий прогнозируется плохо, и соответственно методические прогнозы при это имеют не высокую точность.


Успешность прогнозов осадков

За период испытания схемы WSIBMZ (январь-декабрь 2010 года) для каждой области (края) было получено 345 расчетов прогнозов осадков заблаговременностью от одних до пяти суток с детализацией по пунктам и по полусуткам.

По Томской области оправдываемость прогноза осадков (факт и количество) в среднем за весь период (таблица 5) меняется незначительно в зависимости от заблаговременности: ночью от 71% в первые сутки до 67% в пятые и днем от 73% в первые до 70% в пятые. По Кемеровской области оправдываемость прогнозов осадков на первые сутки в среднем в тех же пределах, однако к пятым суткам точность прогноза ниже на 6 - 8%. Наиболее успешными были прогнозы осадков в январе и феврале, прогноз количества твердых осадков во все заблаговременности оправдался на 86-90%, прогноз жидких осадков менее точен и в большинстве случаев составляет 60-70%, а в июне с заблаговременностью четыре и пять суток понижается до 53-58%. Отмечена слабая изменчивость оправдываемости количества осадков по территории Томской и Кемеровской областей (таблица 6): ночью она близка к 70%, днем – к 80%. При этом, к пятым суткам по Томской области она остается практически такой же (69-77%), а по Кемеровской области на отдельных станциях снижается до 60-63% (Центральный Рудник, Междуреченск).

В среднем по Алтайскому краю точность прогнозов осадков выше во все заблаговременности: около 75% на первые сутки и около 70% -на пятые сутки. Примерно такие же результаты получены в среднем по Новосибирской области. В зимние месяцы в первые-четвертые сутки оправдываемость количества осадков в январе доходит до 89-98%, в пятые – 80-87%, прогноз жидких осадков менее точен-70-77%. На 47% станций Алтайского края точность прогнозов количества осадков выше 80%, такая же точность и на 68% станций Новосибирской области (таблица 6).

Проведена сравнительная оценка прогнозов количества осадков по разным методам (таблица 7-8), которые используются в оперативной практике в качестве вспомогательного материала. Сравнивались прогнозы по методу WSIBMZ с прогнозами по методу Храмцовой И.Г. (ГУ «СибНИГМИ») с заблаговременностью 1-5 суток, прогнозами по методу Лосева В.М. (ГМЦ России) на ночь и день первых суток и оперативными прогнозами на вторые и третьи сутки.

В среднем за период испытания прогнозы осадков по автоматизированным методам имеют одинаковый уровень оправдываемости. Можно отметить лишь, что на большей части территории прогнозы по схеме Храмцовой И.Г. уступают остальным методам в холодное время года (твердые осадки), и имеют преимущество при прогнозировании жидких осадков. Ночные осадки по прогностической модели Лосева В.М. (ГМЦ России) точнее на 4-6%, точность дневных осадков такая же, как по методу WSIBMZ (0-3%). Точность оперативных прогнозов выше по всем субъектам региона на 10-14%, но это связано главным образом с различной детализацией как прогнозов, так и их оценок.


Успешность прогнозов классов пожарной опасности

Еще одной целью проведения испытаний была оценка возможности внедрения в оперативную практику ГУ «Томский ЦГМС», ГУ «Кемеровский ЦГМС», ГУ «Алтайский ЦГМС», и принятия дополнительного решения по Новосибирской области, об использовании прогнозов класса пожарной опасности по территории ответственности Западно-Сибирского УГМС.

Для предупреждения заинтересованных организаций синоптиками составляются прогнозы класса пожарной опасности в ГУ «Томский ЦГМС», ГУ «Кемеровский ЦГМС», ГУ «Алтайский ЦГМС» на одни сутки, в Гидрометцентре ГУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» на 2-3 сутки по территории ответственности Западно-Сибирского УГМС и на 1-3 сутки по территории Новосибирской области. В периоды неблагоприятных для лесного хозяйства погодных условий, либо в период нарастания класса пожарной опасности составляются штормовые предупреждения о возникновении чрезвычайного класса пожарной опасности по территориям ответственности. Расчет показателя класса пожарной опасности в ГУ «Томский ЦГМС», ГУ «Кемеровский ЦГМС», ГУ «Алтайский ЦГМС» производится по принятому в настоящее время методу (автор В.Г.Нестеров) на базе метеорологической информации: температуры воздуха и точки росы на 12 часов местного времени, количества выпавших осадков за предшествующие сутки [7]. Учет осадков начинается с того дня, когда суточное их количество составит 3 мм и более. В день с такими осадками накопленный за предыдущие дни показатель пожарной опасности обнуляется. Шкала классов пожарной опасности составлена на основе учета диапазона колебаний значений комплексного показателя. Для характеристики степени пожарной опасности весь диапазон значений показателя разделен на 5 классов пожарной опасности. В зависимости от класса пожарной опасности регламентируется работа лесоохранных служб. Снижение пожарной опасности в лесах зависит от суммарного значения комплексного показателя и от количества выпавших осадков за сутки. Существует стандартное распределение классов по интервалам, для Томской, Кемеровской, Новосибирской областей и Алтайского края действуют поправки, представленные Главным управлением охраны и защиты леса и утвержденные Министерством лесного хозяйства РСФСР (1976 г).

Как видно из таблицы 9, показатель пожарной опасности может меняться от одного до нескольких тысяч градусов, а в периоды устойчивой сухой и жаркой погоды превышать 10000°С.

Оперативные испытания метода проводились на материале с 28 апреля по 15 октября 2010 г. Автоматизированный расчет класса пожарной опасности на 1-5 суток производился ежедневно для 23 станций Томской области, 22 станций Кемеровской области, 31 станции Алтайского края и для 37 станций Новосибирской области, для 27 станций Ханты-Мансийского округа (таблица 10). Выходная продукция представлялась в виде таблиц с детализированными по станциям и в целом по территории регионов прогнозами классов пожарной опасности и фактическим классом горимости.

Оценка прогнозов на 1-5 суток осуществлялась в автоматическом режиме, сравнительная оценка с оперативными прогнозами на 1-3 суток производилась вручную.

Исходной информацией для расчетов прогнозов явилась информация в коде GRIB по численным моделям ЕЦСПП и UKMO, а также привлекались прогнозы максимальной температуры воздуха и осадков по разработанным в ГУ «СибНИГМИ» моделям. Метод расчета прогнозов класса пожарной опасности работал в единой технологии расчета среднесрочных прогнозов, испытываемых в Гидрометцентре ГУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ».

Оценка прогнозов класса пожарной опасности проводилась согласно «Методических указаний по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды» [7]. Все прогнозы класса пожарной опасности на 1-3 сутки оценивались по истечении срока их действия путем сравнения ожидавшегося и фактически наблюдавшегося классов пожарной опасности за каждый день. При совпадении ожидавшихся и наблюдавшихся классов пожарной опасности прогноз оценивается в 100%, в случае расхождения прогнозируемой и наблюдавшейся пожарной опасности на один (смежный) класс, прогноз получает оценку 50 %, а при расхождении на два класса и более – 0%.

Прогнозы класса пожарной опасности составлялись на 1-5 суток по административным районам Томской, Кемеровской, Новосибирской областей, Алтайского края и Хаты Мансийскому автономному округу. Всего за период испытания по методу WSIBMZ было рассчитано от 3795 до 6105 прогнозов. По Томской области средняя оправдываемость прогнозов класса пожароопасности колеблется в зависимости от заблаговременности от 84% на первые сутки до 66%-на пятые. В течение пожароопасного периода точность прогнозов менялась в узких пределах от 71 до77%: самые неудачные прогнозы были в сентябре (71%), а наиболее успешные – в июле (77%).

По Кемеровской области точность прогнозов понижалась от 83% в первые сутки до 65% - в пятые. Оправдываемость прогнозов за пожароопасный период менялась от 67-69% в мае-июне, до наибольшего значения в июле (81%), в августе-октябре понизилась до 72-73%.

Успешность прогнозов класса пожароопасности по Алтайскому краю имеет такую же изменчивость, как и по другим областям: от 84% - в первые сутки до 64% - в пятые. А за пожароопасный период лучше всего прогнозы оправдались в июне, сентябре (75%) и в июле (77%), менее удачными были прогнозы в начале и в конце периода (май - 72%, октябрь – 69%).

По Новосибирской области автором рассчитывались прогнозы класса пожароопасности по уточненной модели. Прогноз с заблаговременностью одни сутки оправдался на 76%, к пятым суткам точность прогнозов понизилась на 22% (составила 62%).В течение пожароопасного периода успешность прогнозов колебалась от 69% (июнь) до 72% (май, июль), а более точные прогнозы были в сентябре (76%).

Как упоминалось выше, метод прогнозирует класс пожароопасности по станциям, поэтому представляло интерес провести анализ успешности метода по каждой станции (таблица 11).

По Томской области более удачными с оправдываемостью 75-84% оказались прогнозы по большинству метеостанций. Менее 70% оправдываемость прогнозов класса пожароопасности составила в Майском, Бакчаре, Первомайском, Тегульдете, а самая низкая оказалась в Кожевниково (66%). По большинству станций на первые двое суток оправдываемость более высокая и колеблется от 70% до 90%. На третьи и последующие сутки разброс в оправдываемости увеличивается и колеблется уже от 52% до 84%. Низкая оправдываемость (52-66%) заблаговременностью от 3 до 5 суток четко прослеживается по метеостанциям Кожевниково, Тегульдет и Первомайское.

Средняя оправдываемость прогнозов класса пожароопасности по Кемеровской области по большей части территории составляет 71-79% (самая высокая – по станции Центральный Рудник). Лишь на четырех станциях точность прогнозов около 70%: Юрга, Яя, Белово, Промышленная, Киселевск. В Центральном Руднике оправдываемость прогнозов была высокой во все заблаговременности и составляла в первые и вторые сутки 81- 86% и 74-78 % -в третьи-пятые. А самая низкая точность прогнозов была в Киселевске, в третьи - пятые сутки оправдываемость опускалась ниже 60%.

По Алтайскому краю точность прогнозов выше 70% отмечалась на 77% станций. В первые сутки оправдываемость прогнозов по территории менялась от 81 до 91%, на вторые сутки - от 70 до 88%, а на пятые понизилась до 55-79% на разных станциях. Наиболее точны прогнозы для Славгорода, Угловского, Кулунды. А в Бийске и Тогуле прогнозы оправдались на 67%.

Успешность прогнозов класса пожароопасности по Новосибирской области изменяется в зависимости от заблаговременности аналогично другим территориям. На первые сутки прогнозы оправдались на 79-92%, ко вторым суткам точность снижается до 68-88%, в третьи – на 54% станций точность прогнозов ниже 70 %, а в пятые сутки лишь на 4 станциях оправдываемость прогнозов выше этого порогового значения. Можно выделить успешные прогнозы в Багане и Карасуке, а самые неудачные прогнозы - в Ордынском и Толмачево. Для определения успешности прогнозов класса пожароопасности была рассчитана предупрежденность опасного явления - чрезвычайного класса пожароопасности (5 класс).

По Томской и Кемеровской областям чрезвычайного класса пожароопасности (5 класс) не отмечалось и не прогнозировалось. Опасные явления наблюдались по Новосибирской области и Алтайскому краю. Для расчета предупрежденности как методических, так и оперативных, были построены матрицы сопряженности для заблаговременности 1-3 суток с мая по сентябрь с учетом тех дней, когда наблюдалось опасное явление. В таблице 12 приведена предупрежденность чрезвычайного класса пожароопасности по станциям Новосибирской области и Алтайского края.
<>br По Новосибирской области на станциях наблюдалось от двух (Сузун, Татарск) до пятидесяти (Карасук) дней с опасным явлением. Средняя предупрежденность ОЯ по методу WSIBMZ на первые сутки составила 51%, к третьим суткам уже только 43%. Самые точные прогнозы ОЯ были по станциям Маслянино и Чистоозерное (100%). В Карасуке, Довольном, Краснозерске и Коченево точность прогноза мало менялась в зависимости от заблаговременности и предупрежденность составила 78 - 90% в первые сутки, во вторые и третьи – 67 - 87%. На пяти станциях (8% случаев) опасное явление не было спрогнозировано методическим прогнозом.

Предупрежденность опасного явления по методу WSIBMZ по Алтайскому краю более высокая. На станциях края наблюдалось от 4 (Солонешное) до 38 (Ключи) дней с ОЯ. В целом по краю в первые сутки из 167 случаев 5 класса пожароопасности метод WSIBMZ спрогнозировал 66% случаев, во вторые и третьи сутки – около 60%. В Барнауле все 10 случаев ОЯ были спрогнозированы. В Славгороде, Змеиногорске, Волчихе в первые сутки прогнозы ОЯ подтвердились наличием 5 класса пожароопасности в 91-96% случаев, во вторые и в третьи сутки – в 82-96%. И только по станции Камень-на-Оби 5 случаев опасного явления не были спрогнозированы.

Согласно программе испытания в процессе анализа настоящей работы была проведена сравнительная оценка оправдываемости методических и оперативных прогнозов класса пожароопасности на 1-3 суток (таблица 13).

Оценивались по 110 случаев составленных оперативных и методических прогнозов по территории Томской, Кемеровской, Новосибирской областей и Алтайского края. В сравнительной оценке принимали участие только те станции, по которым составляется оперативный прогноз. Так, по Томской области и Алтайскому краю для сравнения использовались прогнозы по 13 станциям, по Кемеровской области – по 11 станциям, по Новосибирской области - по 15 станциям.

Из полученных результатов видно, что в основном преобладает точность оперативных прогнозов во все месяцы пожароопасного периода. По Томской области оперативные прогнозы точнее методических на 8-18%. Преимущество оперативных прогнозов отмечается и по Кемеровской области: в мае, июне, августе прогнозы синоптиков точнее на 10-15%, в июле прогнозы почти равны по качеству, а в сентябре методические прогнозы успешнее на 9%. Оперативные прогнозы класса пожароопасности для станций Алтайского края также более точны (на 5-8%), только в сентябре успешность прогнозов по методу WSIBMZ выше на 6%.

В среднем оправдываемость методических прогнозов с заблаговременностью 1 сутки по Томской, Кемеровской областям и Алтайскому краю составляет 81-84%, ко вторым суткам понижается на 5-10%, а в третьи сутки точность прогнозов понижается еще на 3-6% и составляет 69-72%. В первые сутки успешность оперативных прогнозов по всем регионам близка к методическим, превышение составляет не больше 3%, на вторые и третьи сутки оперативные прогнозы точнее на 4-8%, и лишь по Томской области преобладание оперативных прогнозов составляет 17%.

По Новосибирской области преимущество в оправдываемости оперативных прогнозов за весь пожароопасный период составило в среднем 13 %. Точность оперативных прогнозов на все сроки была в районе 90%: на первые сутки-94%, на вторые-90%, на третьи-88%. Оправдываемость методических прогнозов оказалась ниже на 10% в первые сутки, на 16% - в третьи.

Отметим, что указанное преимущество в точности оперативных прогнозов обусловлено главным образом разной пространственной детализацией прогнозов и их оценок. Оценка прогнозов по методу WSIBMZ производилась для каждой станции, затем осреднялась. Оперативные прогнозы выдавались в целом по территории области, для детализации чаще всего использовался термин «местами», соответственно возрастала градация фактических значений класса пожароопасности для успешной оправдываемости. Между тем, основное преимущество методических расчетов по методу WSIBMZ как раз и заключается в детализации прогнозов по каждой станции территории.

Также сравнивались предупрежденности чрезвычайного класса пожароопасности (ОЯ) в методических и оперативных прогнозах по Новосибирской области (таблица 14). Для этого были выделены дни, когда наблюдалось опасное явление. Наличие ОЯ сравнивалось с расчетом прогноза 5 класса пожароопасности в методических прогнозах и составлением штормовых предупреждений в оперативной синоптической работе. Из таблицы следует, что точность предупреждения чрезвычайного класса пожароопасности методическими и оперативными прогнозами в среднем по территории почти одинакова и составляет 57 и 59% соответственно. В Багане, Краснозерске, Ордынском оперативные прогнозы точнее прогнозировали наличие ОЯ на 3-19%, в Карасуке, Коченево, Маслянино методический прогноз лучше выявил условия для возникновения ОЯ от 6% до 50% случаев. В Убинском и Болотном методические прогнозы не предсказали ОЯ, а в Татарске, Купино и Кочках – оперативные прогнозы не предусмотрели возникновения ОЯ.

Для составления оперативного прогноза класса пожароопасности синоптики ГУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» в качестве вспомогательного материала применяют прогноз класса пожароопасности Здеревой М.Я. (ГУ «СибНИГМИ») с заблаговременностью 1-5 суток. На рисунке 5 приведена сравнительная оправдываемость прогнозов класса пожароопасности по методу WSIBMZ и по методу Здеревой М.Я за период с мая по сентябрь с заблаговременностью 1-5 суток. Из анализа следует, что прогноз по методу Здеревой М.Я более точен во все заблаговременности. В первые сутки оправдываемость прогноза по методу Здеревой М.Я. выше на 12 %, а во все другие заблаговременности на 7-8 %. Преобладание прогнозов Здеревой М.Я. возможно из-за более удачного прогноза осадков. Можно рекомендовать автору уточнить прогноз летних осадков по методу WSIBMZ.



Рис. 5
Сравнительная оценка оправдываемости прогнозов индекса пожароопасности по методу WSIBMZ
и по методу Здеревой М.Я. с заблаговременностью 1-5 суток по Новосибирской области

Из анализа успешности прогнозов класса пожароопасности по методу WSIBMZ можно сделать вывод о достаточно высокой точности прогнозов класса пожароопасности на 1-3 сутки по административным районам Кемеровской, Томской, Новосибирской областей и Алтайского края.


Заключение

Период оперативных испытаний прогностической схемы WSIBMZ составил 12 календарных месяцев с января по декабрь 2010 года. Схема содержит блоки методических алгоритмов для прогноза температуры, осадков и индекса пожароопасности на 1-5 суток по 140 станциям региона. Расчет прогнозов производился в ЗапСибРВЦ ежедневно в оперативном режиме при наличии информации в коде GRIB по численным моделям ECMWF и UKMO. Исходная информация выбиралась из базы данных ГИС «МЕТЕО». Комплекс расчетных оценок учитывал рекомендации «Методических указаний по проведению производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов», «Наставления по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения» и «Методических указаний по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды».

Проведение оперативных испытаний схемы WSIBMZ показало следующее:
- технология расчета прогнозов по методу WSIBMZ объективна, экономична и функционирует в единой действующей в настоящее время технологии расчета среднесрочных прогнозов метеоэлементов и явлений;
- разработанный автоматизированный метод позволяет составлять детализированный прогноз температуры и осадков по схеме WSIBMZ, а также прогноз любого класса пожароопасности, в том числе и чрезвычайно опасного, по административным районам Западной Сибири на 1-5 суток;
- качество прогнозов по схеме WSIBMZ позволяет в основном применять прогноз температуры в теплый период, прогноз осадков и прогноз класса пожароопасности в оперативной работе в качестве основного во все заблаговременности;
- выявлены некоторые условия для дальнейшего улучшения точности прогнозов.


Список использованных источников

1. «Разработать метод и технологию расчета среднесрочного прогноза температуры воздуха, осадков и индекса пожароопасности по районам Ханты-Мансийского автономного округа – Югра и административным районам Алтайского края, Томской и Кемеровской областей» : отчет о НИР (заключ.): УДК 551.509.1/5: № госрегистрации 01200964812: 2009.
2. Здерева М.Я., Торубарова Г.П., Шустова Г.А. Физико-статистическая схема прогноза экстремальной температуры воздуха по станциям Новосибирской области на 1-5 суток.// Труды СибНИГМИ. - 2006. - Вып. 105. -в печ.
3. Здерева М.Я., Токарев В.Г., Торубарова Г.П. О результатах испытания метода и технологии прогноза температуры воздуха по полусуткам пентады для административных районов Новосибирской области (Новосибирский ЦГМС-РСМЦ, СибНИГМИ). // Информационный сборник. - 2006. - № 33. – С.54-66.
4. Здерева М.Я., Виноградова М.В. Среднесрочный прогноз степени пожарной опасности в лесах по метеорологическим условиям.// Метеорология и гидрология.-2009.-№ 1.- С.16-26.
5. Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов: РД 52.27.284 -91:Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 149с.
6. Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения.: РД 52.27.724-2009: Обнинск: ИГ-СОЦИН,2009. - 50с.
7. Методические указания по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды" // Гидрометслужба, 1975 г. -15с.


Контакты

Здерева М.Я - отв. исполнитель
СибНИГМИ
E-mail: zdereva@sibnigmi.ru


© Методический кабинет Гидрометцентра России