Региональная гидродинамическая (на срок до 48 часов) неадиабатическая модель прогноза погоды в сигма - системе координат

В Гидрометцентре России разработана гидродинамическая неадиабатическая региональная модель прогноза основных метеорологических величин и осадков в σ-системе координат. Модель внедрена в оперативную практику Гидрометцентра России для территории, включающей Европу, всю Россию, в т.ч. Дальний Восток (прямоугольник на карте стереографической проекции с сеткой 137х209 узлов, шагом по горизонтали 75 км.) на срок до 48 часов.
Региональная модель имеет 30 расчетных уровней по вертикали, что позволяет усваивать исходные данные по ветру и геопотенциалу, начиная с уровней 30, 50 и 70 гПа и детально, за счет улучшения аппроксимации по вертикали, описывать пограничный слой атмосферы.
Прогноз осуществляется интегрированием по времени уравнений гидротермодинамики. Прогнозируются H,U,V,T,q, включая приземные, и осадки.
Учитываются: рельеф, фазовые переходы влаги, радиационные потоки, взаимодействие с приземным подслоем и подстилающей поверхностью.
На основе рассчитанных полей определяются элементы погоды (приземные ветер и температура). В частности моделью хорошо прогнозируются осадки, включая сильные (более 20мм/6 часов) во фронтальных зонах.

Кроме оперативного варианта, имеются исследовательские варианты, приспособленные для РС разной мощности. Размер сетки, ее ориентация, шаг по горизонтали и количество σ-уровней по вертикали задаются в зависимости от цели задачи и от быстродействия ЭВМ. Модель можно настроить на регионы меньшей площади, но с повышенным пространственным разрешением (до 20 км), что важно для горных районов и для точной локализации фронтов, центров циклонов и антициклонов.
Начальные поля геопотенциала, ветра, влажности задаются на стандартных изобарических уровнях 30, 50, 70, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 700, 850, 925, 1000 гПа.
Расчет по модели ведется на сигма– уровнях, на которые исходные данные интерполируются. По окончании прогноза надо снова перейти к изобарическим уровням.
Весь программный комплекс, кроме оперативной ЭВМ, реализован на РС.
Авторский вариант в Гидрометцентре России на двухпроцессорном Xeon-2 с частотой 2.66 Ггц настроен на территорию, включающую Европу и европейскую часть России с шагом по горизонтали 50 км.
Проведена адаптация региональной модели к территории Дальнего Востока лабораторией метеорологических прогнозов ДальНИЦ Дальневосточного УГМС. Данный вариант уже приспособлен к прогнозу по оперативным текущим данным в реальном масштабе времени, на его основе в Хабаровском метеорологическом центре создана оперативная технология краткосрочного прогноза погоды.

На ЭВМ Гидрометцентра Беларуси вариант модели регионального прогноза Гидрометцентра России настроен на территорию Республики Беларусь и внедрен в оперативную практику Белорусского Гидрометцентра. Прогноз осуществляется на 48 часов по 20-уровенной модели на сетке 91х111 узлов с шагом по горизонтали 75 км на ЭВМ Pentium III 1400.
Во всех этих вариантах осуществлена визуализация полей приземного давления и интенсивности осадков (изобары и изолинии осадков разной интенсивности на карте стереографической проекции). Картинки меняются через 1 час прогноза. В результате имеется возможность наблюдать в динамике перемещения циклонов и антициклонов, а так же зон осадков.
В Беларуси карты прогноза полей давления на уровне моря и интенсивности осадков с частотой 1ч ежедневно выносятся на сайт Белорусского Гидрометцентра www.pogoda.by




Пример прогноза поля давления и осадков по территории Северо Кавказского региона,
с горизонтальным разрешением 20 км для бассейна р.Кубань



Пример прогноза поля давления и осадков по территории Европейской части России,
с горизонтальным разрешением 20 км для бассейна р. Оки



Пример прогноза поля давления и осадков по территории Дальнего Востока
с горизонтальным разрешением 20 км для бассейна р. Уссури