Гидродинамико-статистический прогноз неблагоприятных и опасных летних полусуточных осадков и ветра с заблаговременностью до 36 ч для территории европейской части СНГ и Сибири и его оперативная технология

Прогнозирование неблагоприятных и опасных конвективных явлений (полусуточных сумм сильных и очень сильных осадков, скорости сильного и очень сильного ветра, включая шквалы и смерчи), приносящих большой ущерб населению и отраслям экономики, остается одной из труднейших задач прогноза погоды. В практической работе решение этой задачи в значительной степени зависит от интуиции синоптика. Имеющиеся в оперативной практике графические и расчетные методы прогноза этих явлений, зависящих от большого количества параметров атмосферы, не в состоянии отразить эту зависимость наиболее полно.

Наиболее успешными методами объективизации и автоматизации прогноза явлений погоды, зависящих от большого количества параметров атмосферы, для которых пока не имеется адекватной гидродинамической модели, являются статистические методы.

Для распознавания (диагноза) и прогноза явлений (осадков и ветра двух градаций) были разработаны статистические решающие правила прогноза соответственно свои для каждой градации. Они были получены на выборках данных объективного анализа на архиве ситуаций наличия и отсутствия соответствующих явлений. Разработке статистических решающих правил диагноза и прогноза явлений предшествовала задача отбора (без значительной потери информации) наиболее информативных мало зависимых предикторов из большого (n=50) количества потенциальных физически обоснованных предикторов. Размерность вектора информативных предикторов для разных классов явлений составила n=6-8.

При автоматизированном расчете гидродинамико-статистического прогноза каждого из четырех явлений прогностические значения дискриминантных функций соответствующих явлений и зависящие от них вероятности прогноза рассчитываются в узлах сетки 150х150км, покрывающей европейскую территорию СНГ (или Сибири), в зависимости от прогностических значений предикторов, взятых из любой гидродинамической модели атмосферы. Представляемые в докладе оперативные прогнозы вышеназванных явлений погоды основаны на использовании выходных прогностических полей оперативной полусферной гидродинамической модели краткосрочного прогноза погоды Гидрометцентра России (автор – Беркович Л.В.). Для каждого класса явлений в поле значений вероятностей изолинией пороговой вероятности P для заданного класса явлений выделяется прогнозируемая область, где дается категорический прогноз конкретного явления.

Для использования в оперативной синоптической практике автоматизированного гидродинамико-статистического прогноза двух классов дневных и ночных сильных осадков и сильного ветра летнего сезона авторами была создана технологическая линия оперативного прогноза с заблаговременностью 12, 24 и 36ч указанных полусуточных явлений. Прогноз рассчитывается в оперативной системе АСООИ Гидрометцентра России по сроку 00 ч UTC и 12 ч UTC и передается автоматически по ЦКС и по электронной почте в 6 УГМС европейской части России, в Минск и в Киев. Аналогичная оперативная технология автоматизированного гидродинамико-статистического прогноза тех же явлений погоды разработана для территории Сибири (по просьбе Омского ЦГМС) и функционирует в оперативной системе АСООИ Гидрометцентра России с 2004 года.

Начиная с 1990 года, в различных УГМС европейской территории России проводились поэтапно независимые испытания методов прогноза с заблаговременностью 12 и 24 ч дневных явлений разной интенсивности. По результатам испытаний (критерий Пирси-Обухова (Т) составил Т=0,47-0,68) методы были рекомендованы к использованию в синоптической практике в шести УГМС. В настоящее время, включая два предшествующих года, в трех Федеральных Округах европейской части России проводятся испытания метода прогноза дневного опасного ветра с заблаговременностью 36 ч. В указанный метод прогноза ветра по результатам испытаний за 2003-2004гг. рекомендован к использованию в синоптической практике. В настоящее время в УГМС Республики Татарстан проводятся испытания метода прогноза неблагоприятных и опасных осадков с заблаговременностью до 36ч.

В докладе приводятся примеры прогноза сильных шквалов и смерчей на европейской части России и СНГ,
а также примеры прогноза дневных и ночных сильных осадков двух градаций по европейской части СНГ. Для уточнения прогнозируемой скорости ветра при шквалах и смерчах получено уравнение регрессии для прогноза скорости ветра. В дополнение для прогноза явлений смерчей разработана экспертная система прогноза смерчей умеренных широт. Приводятся также примеры прогноза опасных осадков и сильного ветра по территории Сибири, где оперативные испытания гидродинамико-статистического прогноза сильных осадков и сильного ветра двух градаций пока не проводились.

Переходцева Э.В. –
Гидрометцентр России