Решение Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам от 13 декабря 2012 г.

Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам (ЦМКП), заслушав и обсудив доклады представителей ФГБУ «Гидрометцентр России», ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН», а также содоклады представителей ФГБУ «Гидрометцентр России» и АНО «Гидрометеорологическое Бюро Москвы и Московской области», приняла следующие решения:

1. Методика мониторинга климата на территории Российской Федерации: температура приземного воздуха, атмосферные осадки (ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН», коллектив авторов под руководством Груза Г.В.)

1.1. ЦМКП отмечает, что:

1.1.1. Регулярный мониторинг климата является актуальной задачей Росгидромета, в настоящее время в Росгидромете нет утвержденной методики мониторинга климата.

1.1.2. В ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН» разработана методика регулярного мониторинга температуры приземного воздуха и атмосферных осадков, основанная на собственной базе исторических данных о среднемесячных величинах климатических характеристик на станциях сети гидрометеорологических наблюдений, ежемесячно пополняемая данными телеграмм КЛИМАТ.

1.1.3. Предлагаемая методика включает:
- временные ряды месячных данных о температуре воздуха и атмосферных осадках на станциях сети гидрометеорологических наблюдений (1383 станции Земного шара; из них в действующей технологии используются данные 455 станций стран СНГ и Балтии), доступные не позднее, чем с 1951 г. (наиболее длинные ряды – с 1886 г.);
- средства пополнения базы текущими данными КЛИМАТ, получаемыми из ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» и ФГБУ «Гидрометцентр России» (выборка, многоступенчатый контроль, включая логический, статистический, горизонтальный и визуальный, приведение к необходимым форматам и запись в базу);
- средства расчета климатических аномалий, индексов и статистик, включая сезонное (годовое) и региональное осреднение аномалий, расчет эмпирических вероятностей, региональных индексов аномальности и экстремальности, локальных и региональных трендов;
- средства подготовки графических выходных материалов мониторинга: интерполяция в регулярную сетку, преобразование координат, форматирование, пакетные задания, включающие последовательности собственных модулей и макросов пакетов графики.

1.1.4. Методика мониторинга климата на территории РФ: температура приземного воздуха, атмосферные осадки используется для подготовки разделов о температуре воздуха и атмосферных осадках в ежегодном докладе Росгидромета об особенностях климата на территории РФ, для выпуска сезонных и годовых бюллетеней «Изменения климата. Обзор состояния и тенденций изменения климата России», а также бюллетеней Североевроазиатского климатического центра «Обзор состояния и тенденций изменения климата» на территории стран СНГ и других материалов.

1.1.5. Возможно привлечение данных наблюдений, поступающих в коде SYNOP, для экспресс-анализа предварительных оценок климатических статистик.

1.2. ЦМКП считает необходимым:

1.2.1. Одобрить и утвердить «Методику мониторинга климата на территории Российской Федерации: температура приземного воздуха, атмосферные осадки» в качестве основной, использовать в ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН» для регулярного использования.

1.2.2. Рекомендовать ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН» совместно с другими заинтересованными НИУ представить предложения по включению методик мониторинга других климатических характеристик в План испытания и внедрения новых и усовершенствованных технологий (методов) гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов Росгидромета на 2013 г.

1.2.3. Авторам методики продолжить исследования по развитию методик мониторинга климата, включая использование дополнительных источников данных, усовершенствование процедур контроля и анализа данных наблюдений и расширение списка анализируемых климатических индексов в системе мониторинга приземного климата РФ.

1.2.4. В рамках планируемых НИР предусмотреть исследования, направленные на верификацию наблюдаемых трендов:
- по оценке чувствительности трендов к наличию в регионе мониторинга станций, расположенных в крупных городах;
- сравнение трендов, полученных по станционным данным in situ и данным дистанционного зондирования (спутниковых наблюдений);
- адаптации представленной методики к мониторингу климата на территории субъектов РФ.


2. Гидродинамический прогноз полей давления, температуры, геопотенциала и вероятностных характеристик сумм осадков на сроки до 10 суток с использованием глобальной системы ансамблевого прогноза (ФГБУ «Гидрометцентр России», коллектив авторов под руководством Е.Д. Астаховой).

2.1. ЦМКП отмечает, что:

2.1.1. Впервые в практике Росгидромета создана и апробирована в квази-оперативном режиме на суперкомпьютерной технике система глобальных среднесрочных ансамблевых прогнозов на основе использования глобальных прогностических моделей ФГБУ «Гидрометцентр России».

2.1.2. В системе ансамблевого прогноза (САП) выполняется многократное интегрирование модели атмосферы от незначительно (в пределах ошибки анализа) различающихся исходных данных. Ансамбль прогнозов состоит из контрольного прогноза (стартующего с результатов оперативного объективного анализа ФГБУ «Гидрометцентр России») и набора возмущенных прогнозов (стартующих с возмущенных начальных данных). Для подготовки возмущенных начальных данных используется бридинг-метод, основанный на предположении о линейной связи возмущений полей анализа и прогноза. Шаг бридинг-цикла - 12 часов, для нормировки возмущений используется их полная энергия. В качестве основной модели в системе использована спектральная модель прогноза ФГБУ «Гидрометцентр России» с разрешением 169 спектральных гармоник (шаг сетки - около 70 км по горизонтали), треугольным усечением и 31 уровнем по вертикали (T169L31). Дополнительно в ансамбле используется контрольный прогноз по модели ПЛАВ-2008 (разрешение около 70 км по горизонтали, 28 уровней по вертикали). Размер ансамбля – 14 реализаций. В технологии САП использованы модифицированные блоки пре- и постпроцессинга технологии среднесрочного прогноза по модели T169L31.

2.1.3. Разработаны системы ансамблевого постпроцессинга (расчеты статистических характеристик и подготовка для визуализации) и ансамблевой верификации, являющиеся неотъемлемой частью САП и функционирующие в квази-оперативном режиме.

2.1.4. Выходная продукция САП записывается в базы данных ФГБУ «Гидрометцентр России». Базы содержат все основные характеристики, передаваемые в рамках международного обмена центрами, выпускающими ансамблевые прогнозы, на порталы проекта TIGGE/THORPEX.

2.1.5. Визуализация продукции САП (карты «спагетти», карты вероятностей и т.п.) в опытном режиме выполнялась посредством графического пакета «Изограф». Помимо этого, на основе использования пакета «GRADS» разработана специальная технология отображения результатов ансамблевого моделирования в виде ансамблевых метеограмм и веерных диаграмм для таких элементов, как осадки, облачность, температура и т.п. для пунктов.

2.1.6. САП реализована на ЭВМ SGI Altix 4700. Ежедневно выдается прогноз с заблаговременностью до 240 ч по сроку 12 ВСВ. Время расчета одной прогностической реализации на 10 суток на 16 процессорах составляет приблизительно 42 минуты, при использовании 221 процессоров, полный прогноз по САП может быть рассчитан за 45 минут. С учетом задач, необходимых для непрерывной циклической работы САП, в сутки требуется около 55 мин процессорного времени с использованием 221 процессоров. Мониторинг выполнения задач в ходе испытаний показал, что в среднем САП было доступно не более 64 процессоров одновременно, в связи с чем фактическое время счета составляло примерно 3-4 часа (время готовности прогнозов , как правило, не позднее 20 ч ВСВ).

2.1.7. Оперативные испытания проводились в период с декабря 2011 г. по ноябрь 2012 г. для прогнозов по исходным данным за срок 12 ч ВСВ.

2.1.8. Для оценки успешности ансамблевых прогнозов были рассчитаны детерминистские оценки для среднего по ансамблю прогноза и контрольных прогнозов, соответствующие требованиям ВМО (The Manual on the GDPFS (WMO-No.485) и обычно используемые в ФГБУ «Гидрометцентр России» при испытаниях детерминистских глобальных моделей, а также вероятностные оценки, соответствующие требованиям ВМО и Ведущего центра по верификации ансамблевых прогнозов (Япония, http://epsv.kishou.go.jp/EPSv/, Guideline on the exchange and use of EPS verification results, http://epsv.kishou.go.jp/EPSv/guideline.pdf). Средние за месяц вероятностные оценки регулярно передавались на сайт Ведущего центра по верификации ансамблевых прогнозов, где они представлялись в графической форме наряду с оценками других мировых центров.

2.1.9. Детерминистские оценки средних по ансамблю прогнозов и контрольных прогнозов рассчитывались на сетке 2.5*2.5 град с помощью программного обеспечения, применяемого для расчета оценок качества детерминистских прогнозов по глобальным моделям атмосферы. Анализ детерминистских оценок качества прогнозов показал, что прогноз базовых метеорологических полей, средний по ансамблю, основанный на глобальной спектральной модели T169L31, имеет более высокую успешность по сравнению с контрольным прогнозом по той же модели при заблаговременности 3-10 суток.

2.1.10. Расчет вероятностных оценок проводился с помощью специально разработанного авторами нового программного обеспечения. Анализ вероятностных оценок выполнен на основе сравнения с результатами ведущих мировых центров, представленных на сайте Ведущего центра по верификации ансамблевых прогнозов. Отмечено удовлетворительное качество вероятностных прогнозов САП: для важнейших метеорологических характеристик (осадки, высоты геопотенциальных поверхностей 500 гПа, температуры и скорости ветра на уровне 850 гПа, давления на уровне моря) значения вероятностных оценок для глобальной ансамблевой системы среднесрочного прогноза ФГБУ «Гидрометцентр России» занимают промежуточное положение между аналогичными результатами других мировых центров.

2.2. ЦМКП считает необходимым:

2.2.1. Одобрить работу ФГБУ «Гидрометцентр России» по разработке и испытанию новой технологии глобального среднесрочного ансамблевого прогноза.

2.2.2. Отметить важность и актуальность представленной технологии для реализации функций ММЦ «Москва».

2.2.3. Рекомендовать ФГБУ «Гидрометцентр России» продолжить оперативные испытания системы САП в рамках второй части Плана испытания и внедрения новых и усовершенствованных технологий (методов) гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов Росгидромета на 2013 г.

2.2.4. Авторам продолжить исследования по дальнейшему усовершенствованию представленной системы ансамблевых среднесрочных прогнозов, в частности, развить систему статистического ансамблевого постпроцессинга.

2.2.5. Рекомендовать ФГБУ «ГВЦ Росгидромета» и ФГБУ «Гидрометцентр России» создать технические возможности для обеспечения оперативного счета ансамблевых прогнозов.


3. Справочное пособие «Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое атмосферы по данным профилемеров МТП-5» (И.Н. Кузнецова, М.И. Нахаев, И.Ю. Шалыгина ФГБУ «Гидрометцентр России», Е.Н. Кадыгров, Е.А. Миллер ФГБУ «ЦАО»).

3.1. ЦМКП отмечает, что:

3.1.1. В созданном в рамках темы 1.2.1.3. Плана НИОКР Росгидромета на 2012 г. Справочном пособии «Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое атмосферы по данным профилемеров МТП-5» систематизированы своего рода уникальные данные микроволновых измерений профилей температуры в пограничном слое атмосферы Московского мегаполиса, а также представлены характеристики температурных инверсий в некоторых крупных городах в различных климатических районах России.

3.1.2. Представленные в Пособии данные указывают на значительное воздействие мегаполиса (теплопотери и прямые выбросы тепла, особенно в отопительный сезон; газовое и аэрозольное загрязнение; вызываемые «островами» тепла и холода внутригородские циркуляции и т.д.) на термический режим пограничного слоя, выраженное в усилении термической неустойчивости нижних слоев тропосферы внутри города. Количественными характеристиками изменения термического режима в мегаполисе являются: уменьшение в 5-6 раз повторяемости температурных инверсий в центре по сравнению с фоновой территорией, более высокая температура и большие по величине вертикальные градиенты в городе по сравнению с окрестностями (в основном в нижнем 300-метровом слое).

3.2. ЦМКП считает необходимым:

3.2.1. Одобрить работу ФГБУ «Гидрометцентр России» по созданию справочного пособия «Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое атмосферы по данным профилемеров МТП-5».

3.2.2. Рекомендовать использовать справочное пособие при прогнозировании температурных инверсий, условий термического перемешивания в центре и на окраинах мегаполиса, и, следовательно, метеорологических условий загрязнения приземного воздуха (НМУ).

3.2.3. Поместить справочное пособие «Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое атмосферы по данным профилемеров МТП-5» с иллюстрациями на сайте Методического кабинета ФГБУ «Гидрометцентр России».

3.2.4. По мере формирования статистически надежных рядов в Московском регионе на основе пяти приборов МТП-5 (МГУ, Красная Пресня, Останкино, Долгопрудный и Звенигород) провести сравнительный анализ данных в разнесенных пунктах мегаполиса для целей мониторинга изменений температурного режима городского пограничного слоя под воздействием антропогенных факторов (аналогично оценкам в рамках GURME и др. международных проектов).


4. Рассмотрение решений Технических советов УГМС (ЦГМС-РСМЦ) и Ученых советов НИУ Росгидромета о результатах испытаний методов прогнозов:

4.1. Метод прогноза максимального уровня воды рек бассейна Верхней Оби (ФГБУ «Красноярский ЦГМС-Р», Д.А. Бураков).
Решение технического совета ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» от 11 сентября 2012 года:
- Рекомендовать использовать «Метод прогноза максимальных уровней воды на р. Обь – г. Барнаул, р. Катунь – с. Сростки, р. Бия – г. Бийск с применением математических и физико-статистических моделей» (ФГБУ «Красноярский ЦГМС-Р», Д.А. Бураков) в оперативной практике ОГП ГМЦ ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» с 2013 года в качестве основного.

4.2. Метод оценки агрометеорологических условий формирования урожая и прогноза средней урожайности картофеля по территории Томской, Кемеровской областей и Алтайского края (ФГБУ «СибНИГМИ», В.В. Набока).

4.3. Метод прогноза урожайности и валового сбора зерновых и зернобобовых культур по отдельным административным районам Новосибирской области (ФГБУ «СибНИГМИ», Т.В. Старостина).

Решение технического совета ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» от 13 ноября 2012 года:
- Производственные испытания методов оценки агрометеорологических условий формирования урожая и прогноза средней урожайности картофеля по территории Томской, Кемеровской областей и Алтайского края и методов прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по отдельным административным районам Новосибирской области считать завершенными.
- Рекомендовать к внедрению в оперативную практику ОГМО с 2013 года в качестве основного метод оценки агрометеорологических условий формирования и прогноза урожайности картофеля по Томской области с использованием инерционного сценария ожидаемых метеорологических условий, приравненным к условиям прошлого года (сценарий 2) на срок 1 августа.
- Рекомендовать к внедрению в оперативную практику ОГМО с 2013 года в качестве основного метод оценки агрометеорологических условий формирования и прогноза урожайности картофеля по Кемеровской области с использованием инерционного сценария ожидаемых метеорологических условий, приравненным к условиям прошлого года (сценарий 2) на срок 1 августа.
- Рекомендовать к внедрению в оперативную практику отдела агрометеорологии и агрометпрогнозов с 2013 года в качестве основного метод оценки агрометеорологических условий формирования и прогноза урожайности картофеля по Алтайскому краю с использованием долгосрочных прогнозов погоды в виде года-аналога на август (сценарий 3) на срок 1 августа.
- Рекомендовать к внедрению в оперативную практику группы агрометпрогнозов ГМЦ с 2013 года в качестве основных методы прогноза урожайности зерновых и зернобобовых культур по отдельным административным районам Новосибирской области на срок 21-23 июля: Чистоозерный, Усть-Таркский, Куйбышевский, Северный, Ордынский (модели 1); Убинский, Купинский, Чулымский, Карасукский, Кочковский, Барабинский, Венгеровский, Каргатский, Коченевский, Кыштовский, Мошковский, Ордынский, Черепановский, Доволенский, Здвинский (модели 2).

4.4. Автоматизированный долгосрочный прогноз притока воды во втором – третьем квартале к Новосибирскому водохранилищу и расходов воды по створу р. Обь – г. Барнаул (ФГБУ «СибНИГМИ», Л.М. Романов, Е.Г. Бочкарёва). Решение технического совета ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ» от 13 ноября 2012 года:
- Использовать «Метод долгосрочного прогноза расхода воды р. Обь – г. Барнаул и притока воды в Новосибирское водохранилище во 2–3 квартале» (ФГБУ «СибНИГМИ», Л.Н. Романов, Е.Г. Бочкарёва) в оперативной работе отдела гидрологических прогнозов ГМЦ с 2013 года в качестве вспомогательного.

4.5. Автоматизированный метод прогнозирования наводнений (гидрограф стока) в бассейне реки Уссури, основанный на современных гидрологических моделях и адаптированный к модернизированной гидрометеорологической сети Росгидромета. Заблаговременность прогноза составляет от 1 до 6 суток. (ФГБУ «ДВНИГМИ», Б.И. Гарцман).

Решение технического совета ГМЦ Приморского УГМС от 29 ноября 2012 года:
- рекомендовать использовать автоматизированный метод прогноза гидрографа стока и уровня воды для рек Уссури с. Кокшаровка (забл. 1-4 суток), пос. Кировский (забл. 4-6 суток), Большая Уссурка с. Рощино (забл. 1-5 суток), Вагутон (забл. 2-6 суток), Малиновка с. Ракитное (забл. 1-4 суток), Бикин п. Звеньевой (забл. 1-6 суток), Спасовка г. Спасск-Дальний (забл. 1-3 суток) в оперативной работе ОГРП ГМЦ Приморского УГМС в качестве основного. Метода прогноза гидрографа стока и уровней воды р. Большая Уссурка - Вагутон с заблаговременностью 1 сутки, р. Уссури пос. Кировский с заблаговременностью 1-3 суток – в качестве вспомогательного.

4.6. Гидродинамико-статистический метод прогноза сильных шквалов и максимального ветра градации ОЯ (V 25 м/c) в летний период с заблаговременностью 36 ч (исх. срок 0 ч ВСВ) по ЕТР на основе выходных данных региональной модели Гидрометцентра России (ФГБУ «Гидрометцентр России», Э.В. Переходцева).

Решение секции Ученого совета ФГБУ «Гидрометцентр России» от 6 декабря 2012 года:
- Отметить актуальность и важность разработки гидродинамико-статистического метода прогноза шквалов и ветра градации ОЯ с заблаговременностью 36 ч.
- Продлить испытания гидродинамико-статистического метода прогноза сильных шквалов и максимального ветра градации ОЯ (V 25 м/с) с заблаговременностью 36 ч (исх. срок 0ч. ВСВ) по ЕТР на основе выходных данных региональной модели ФГБУ «Гидрометцентр России» на летний период 2013 г. с использованием усовершенствованной технологии автоматизированной оценки.
- Рекомендовать автору усовершенствовать испытываемый метод прогноза с целью уменьшения «ложных тревог» при прогнозе шквалов градации ОЯ и максимальных скоростей ветра V 25 м/с.
- Усовершенствовать визуализацию прогнозов для удобства использования прогнозов оперативными синоптиками.

4.7. Методы краткосрочного (до 48 ч) прогноза суточных экстремумов, среднесуточных значений температуры воздуха у поверхности Земли в пунктах Амурской области и Хабаровского края на базе выходной продукции региональной 22-уровенной гидродинамической модели в -системе координат с горизонтальным разрешением 50 км (модель ML 22-50). (ФГБУ «ДВНИГМИ», Е.М. Вербицкая, С.О. Романский).

Решение технического совета ФГБУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ» от 22 ноября 2012 г.:
- Испытания метода прогноза суточных экстремумов и среднесуточных значений температуры воздуха у земли в пунктах Амурской области и Хабаровского края на базе выходной продукции региональной 22-уровенной гидродинамической модели в -системе координат с горизонтальным разрешением 50 км (модель ML 22-50) считать завершенными, выполненными в полном объеме в соответствии с Методическими указаниями по проведению производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических прогнозов.
- Представленные результаты испытаний показывают вполне удовлетворительное качество прогнозов суточных максимумов температуры воздуха у земли в летние месяцы года, хорошее качество среднесуточных температур летом и вполне удовлетворительное в остальные сезоны года по выбранному списку станций, и могут быть использованы в оперативной практике ФГБУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ» в качестве вспомогательного материала. Прогнозы суточных максимумов температуры воздуха у земли имеют несколько более низкое качество и могут использоваться в качестве консультативного материала.
- В связи с высокой востребованностью прогнозов рассматриваемых элементов погоды авторам рекомендуется продолжить исследования по совершенствованию метода с целью повышения качества прогнозов, особенно минимальных температур.


4.8. Метод прогноза максимальных уровней воды р. Абакан у п. Райков (ФГБУ «Красноярский ЦГМС-Р», Д.А. Бураков, В.Ф. Космакова, И.Н. Гордеев).

Решение технического совета ФГБУ «Среднесибирское УГМС» от 4 декабря 2012 года:
- На основе результатов оперативных испытаний рекомендовать использовать метод прогноза максимальных уровней воды р. Абакан у п. Райков в качестве расчетного метода в отделе гидрологических прогнозов Гидрометцентра ФГБУ «Среднесибирское УГМС».

ЦМКП считает необходимым:

1. Одобрить работу ФГБУ «Красноярский ЦГМС-Р», ФГБУ «СибНИГМИ», ФГБУ «ДВНИГМИ» и ФГБУ «Гидрометцентр России» по разработке методов прогнозов.
2. Утвердить решения секции Ученого совета ФГБУ «Гидрометцентр России» и Технических Советов ФГБУ «Новосибирский ЦГМС-РСМЦ», ГМЦ Приморского УГМС, ФГБУ «Среднесибирское УГМС» и ФГБУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ» по испытанию и внедрению методов прогнозов в оперативную практику.


Руководитель Росгидромета
А.В. Фролов