Особенности прогнозирования и оценки локальных КНЯ и ОЯ в летний период
на территории Республики Татарстан

Как известно, УГМС Республики Татарстан является одним из небольших территориальных управлений Росгидромета, и его деятельность осуществляется только на территории Республики Татарстан. Республика располагается на востоке Русской равнины, на всем протяжении имеет континентальный климат, а вот орография и географические особенности, несмотря на небольшую территорию, довольно сложные. Разветвленная речная сеть и различные возвышенности – Услонские горы, Вятские Увалы, Бугульминско-Белебеевская возвышенность, а также близость Уральских гор – способствуют активизации погодных процессов, что создает дополнительные сложности при прогнозировании ОЯ и КНЯ. Наибольшие сложности возникают при прогнозировании опасных явлений конвективного характера: ливней, града и шквалов, отмечающихся преимущественно локально. Причем это относится как к внутримассовым, так и фронтальным процессам. Именно эти опасные локальные явления чаще всего оказываются не предсказанными и являются причиной снижения оправдываемости прогнозов и штормовых предупреждений. Мелкомасштабные образования протяженностью несколько десятков километров, с которыми связаны их проявления на небольших территориях, пока, к сожалению, не могут быть спрогнозированы ни численными моделями, ни другими современными методами.

За последние годы летний период 2004г для нас оказался наиболее «урожайным» по количеству летних ОЯ и КНЯ. Всего за этот период отмечалось шесть ОЯ и КНЯ конвективного характера. Подробно расскажу о наиболее интенсивном из них.

Во второй половине дня 1 июня 2004г. через западные и северные районы Республики Татарстан проходил фронт с волнами и большими контрастами температуры. Он находился в параллельных потоках, медленно перемещаясь с запада на восток. Волновые образования и образовавшийся на фронте мезо масштабный циклон смещались вдоль фронта по высотным потокам очень быстро. До подхода к территории Татарстана Под влиянием этого фронтального раздела, судя по данным штормового кольца, отмечались грозы и шквалистые усиления ветра всего до 13-16 м/с в Пензенской, Ульяновской областях и Чувашии. При прохождении фронта через западные и северные районы Татарстана тоже наблюдались грозовые ливневые дожди с градом и шквалистыми усилениями ветра, но интенсивность этих явлений уже достигла критериев КНЯ и ОЯ. В указанных районах по данным наблюдений метеорологических станций скорость ветра возрастала до 15-20 м/с, на метеостанции Дрожжаное, расположенной на крайнем юго-западе – до 24 м/с. Результаты обследований характера множественных разрушений и диаметров сломанных и поваленных с корнем деревьев показали, что в отдельных районах западной и северной части республики скорость ветра (определена по шкале Бофорта) достигала 25-27 м/с (ОЯ). По свидетельствам очевидцев, одновременно с грозами, шквалами и ливнями выпадал крупный град. Под воздействием наблюдавшегося комплекса неблагоприятных и опасных явлений в 15 районах республики серьезно пострадали посевы, линии электропередач, жилой сектор и производственные постройки, а также вышли из строя 42 фидера ЛЭП, имели место многочисленные обрывы проводов, 20 населенных пунктов остались без электроэнергии; поваленными деревьями диаметром 30-40 см повреждены контактные сети железной дороги; пострадали посевы на площади 11 тыс. га, местами отмечена гибель растений (преимущественно сахарной свеклы); пострадали 116 объектов социальной сферы и ЖКХ. При перерасчете на экономические потери общий ущерб составил около 100 млн. рублей.

Исходя из анализа синоптической обстановки, при приближении фронта к Татарстану дежурный синоптик распространил штормовое предупреждение о грозах, граде и шквалистых усилениях ветра до 22 м/с, усиление же до опасной силы ветра не было предусмотрено. Впрочем, общеизвестно, что опасные явления конвективного характера, даже развивающиеся по классическому сценарию, как это и случилось в Татарстане 1 июня 2004 года, предсказываются довольно редко. К сожалению, дежурный синоптик не принял к сведению результаты расчетных методов. Расчет скорости ветра при шквалах по методу Решетова на момент прохождения фронта через Казань указывал на величину скорости 23-25 м/с, а гидродинамико-статистический прогноз сильных летних ветров заблаговременностью 12 часов (автор Переходцева Э.В.), поступивший в УГМС Республики Татарстан утром 1 июня, по крайним северо-западным районам ориентировал на вероятности до 81%, что также говорило о возможности усилений ветра в этой части республики до 25 м/с и более. В то же время нередки случаи, когда при положительных результатах расчетов опасные явления не осуществляются.

Большим подспорьем для синоптика-прогнозиста в данном случае могли бы стать данные современного метеорологического радиолокатора и система приема спутниковой информации с искусственных спутников Земли NOAA в цифровом формате передачи данных. В нашем же случае имеет место нестабильная работа морально устаревшего МРЛ-2, низкая мощность магнитрона не позволяет даже в моменты максимально развитой конвекции "видеть" высоту облака выше 8-10 км, а отражаемость в облаке, как правило, не превышает 2,0 - 2,5, что характерно для рядового грозового процесса. Кроме того, в УГМС Республики Татарстан прием спутниковой информации осуществляется на устаревшем комплексе "Лиана" в аналоговом формате на вторичной основе. Прием информации осуществляется только с практически одновременно пролетающих спутников NOAA-12 и NOAA-17, что приводит к крайне низкой периодичности получения информации и неэффективному ее использованию для составления метеорологических прогнозов. При таком положении дел известная методика диагноза и прогноза опасных конвективных явлений по данным метеорологических радиолокаторов и искусственных спутников Земли, нами эффективно использоваться, к сожалению, не может. Отсутствуют и другие надежные методы прогнозирования опасных явлений, связанных с активной конвекцией, их локализации и интенсивности. Но это, как говорится, сложности местного порядка, касающиеся лишь УГМС Республики Татарстан.

А вот отсутствие оперативной связи между соседними УГМС и ЦГМС при возникновении и перемещении опасных явлений погоды и КНЯ – это уже серьезное и невосполнимое упущение Росгидромета в целом и Гидрометцентра России, как координирующего и руководящего органа. Данные же, полученные со штормового кольца, лишь частично удовлетворяют потребности в фактической информации об ОЯ и КНЯ, поскольку являются только данными сети метеорологических наблюдений, да и то не полной. И, конечно, этой информации при прогнозировании ОЯ, особенно летнего конвективного характера, недостаточно.

Согласно п. 6.7 «Порядка действий организаций и учреждений Росгидромета при возникновении опасных природных (гидрометеорологических и гелиогеофизических) явлений» обмен экстренной информацией об ОЯ между прогностическими подразделениями соседних УГМС и ЦГМС определяется соответствующими заявками. И лет 10-15 назад такой обмен информацией происходил. Мы регулярно получали штормовые предупреждения и оповещения об ОЯ из Приволжского УГМС, в состав которого тогда входили. В последние же годы, даже при подтверждении заявки на подачу штормовой прогностической информации об ОЯ, такой обмен экстренной прогностической информацией между соседними УГМС практически прекратился. Например, мы ежегодно запрашиваем в Верхне-Волжском УГМС, являющимся нашим западным и северным соседом, информацию об образовании и перемещении опасных явлений, ежегодно получаем подтверждение о принятии заявки и готовности предоставлять такого рода информацию, а в итоге не получили ни одного сообщения или оповещения об ОЯ. Невозможно поверить, что при преобладающем западно-восточном переносе воздушных масс ни одно ОЯ за эти годы не переместилось в направлении Татарстана с территорий Нижегородской, Кировской областей, Мордовии, Чувашии, Марий-Эл, обслуживаемых Верхнее-Волжским УГМС. Справедливости ради надо отметить, что и УГМС Республики Татарстан в последние годы не затрудняло себя передачей экстренной прогностической информации в соседние подразделения, за исключением Приволжского УГМС, да и то по причине транзита сообщений из Казани в Москву через Самару.

Для повышения качества прогнозирования ОЯ и КНЯ, увеличения заблаговременности штормовых предупреждений, то есть увеличения времени для принятия органами власти и отраслями экономики решений по уменьшению экономических ущербов и по обеспечению безопасности населения, необходимо срочно восстановить систему обмена экстренной штормовой информации между соседними регионами. Это относится к прогнозированию ОЯ (КНЯ) и оповещению об ОЯ (КНЯ) фронтального характера: ветра, метелей, гололедно-изморозевых явлений, налипания мокрого снега и, конечно же, конвективных ОЯ, естественно, с учетом направленности воздушных потоков. Сегодня же получается, что прогностические подразделения каждого отдельно взятого УГМС озабочены решением задач прогнозирования ОЯ (КНЯ) лишь по своей территории, забывая, что все мы являемся звеньями единой Гидрометслужбы России, все мы заняты одним делом – прогнозированием погоды, а у погоды, как известно, границ нет.

Предлагаем сделать обмен экстренной информацией между соседними УГМС и ЦГМС, содержащей тексты штормовых предупреждений и оповещений об ОЯ (КНЯ), обязательным и подотчетным Гидрометцентру России, а показатели обмена включить в месячные и годовые донесения об ОЯ (КНЯ).

Что касается трудностей прогнозирования ОЯ и КНЯ конвективного характера, то они общеизвестны и с ними сталкивается каждое УГМС. Однако определенные сложности возникают и при оценке штормовых предупреждений об ОЯ или КНЯ, особенно локального конвективного характера, а также прогнозов погоды, в которых предусмотрены или не предусмотрены эти явления.

Во-первых, долгое время после вступления в действие в 2002 г. нового «Наставления по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения» не было полной ясности с оценкой КНЯ. С одной стороны, они приравнены к ОЯ – наносят ущерб не меньших размеров, чем ОЯ, и штормовые предупреждения о КНЯ составляются и передаются аналогично штормовым предупреждениям об ОЯ; с другой стороны, согласно п.п. 7.2.4 «Наставления...», должны были строго оправдываться по значениям метеорологических параметров из принятого перечня КНЯ. При этом оценка опасных явлений достаточно гибкая, оценка же КНЯ не выходила за рамки значений метеорологических параметров из перечня КНЯ. К примеру, скорость ветра 24 м/с относится к КНЯ, но в то же время при этом значении ветра штормовое предупреждение о ветре ОЯ считается оправдавшимся. Скорость ветра 25 м/с – это уже критерий опасного явления и прогноз ветра в градации 19-24 м/с, являющегося составной частью КНЯ, им оправдать было нельзя. Исходя из сложившейся ситуации, мы в отделе метеопрогнозов УГМС Республики Татарстан разработали и предложили принять систему соответствующих допусков для значений каждого явления, входящего в КНЯ. Наши предложения рассмотрены Росгидрометом положительно и на их основе в июне этого года было выпущено информационное письмо о порядке составления штормовых предупреждений о КНЯ и их оценке. Надеюсь, этими таблицами вы все пользуетесь.

Во-вторых, исключительно редкая сеть метеорологических станций часто делает оценку прогноза ОЯ или КНЯ, особенно локального характера, часто невозможной. Если ОЯ или КНЯ отмечались не на метеорологической станции, а где-либо в населенном пункте, в поле, лесу и т.д. (а именно так чаще всего и происходит), возникает проблема оценки осуществления явления и определения его интенсивности. При оценке прогноза погоды или штормового предупреждения, в которых были предусмотрены эти ОЯ или КНЯ, естественно, в подобных случаях часто получаем «не оправдался» из-за недоказуемости, как самого явления, так и его интенсивности.

Поэтому хотелось бы иметь возможность оценивать по крайней мере прогноз конвективных ОЯ (КНЯ) по результатам расчетных методов, даже если эти результаты и носят вероятностный характер, а также по данным с пограничных районов соседних УГМС. Такой подход имел бы огромный плюс – синоптики бы больше работали на прогноз и меньше на оценку, тем более что в случае с опасными явлениями лучше «перестраховаться», чем не предусмотреть. Из всех ОЯ (КНЯ), осуществившихся вне метеорологической сети, можно определить лишь силу ветра, однако методика ее определения по древней шкале Бофорта также далека от совершенства и весьма субъективна. Например, согласно этой шкале при ветре 24,5 - 28,4 м/с наблюдаются разрушения и некоторые деревья могут быть сломаны, при этом ни слова не сказано о характере разрушений, о возрасте и породах деревьев, о месте произрастания этих деревьев – в лесополосе, на возвышенности, на краю оврагов, размываемых осадками, и т.д.

Хотелось бы остановиться еще на одном важном вопросе, касающемся в целом прогнозирования ОЯ (КНЯ). Отдельные явления, например, заморозки в воздухе и на почве в период активной вегетации, приводящие к повреждению урожая сельскохозяйственных культур, отмечаются очень часто. Только в этом году в УГМС Республики Татарстан было составлено 9 штормовых предупреждений о заморозках ОЯ, в том числе с учетом их распространения на локальных территориях. Однако можно предположить, что заморозки на почве и в воздухе, а также чрезвычайная пожароопасность лесов, образование временного снежного покрова и многие другие явления могут считаться опасными лишь в случае осуществления их на значительных территориях.

Предлагаем разработчикам «Наставления...» и других руководящих документов рассмотреть вопрос о прогнозировании и оценки опасных явлений, за исключением явлений летнего конвективного характера, с учетом площади распространения, не меньшей, чем 30 % обслуживаемой территории, как это было принято в предыдущем «Наставлении...».

В завершении своего доклада я хочу сказать еще несколько слов о действующем «Наставлении...». 3-х летний опыт работы по этому документу убеждает нас в том, что «Наставление...» нуждается в серьезной доработке с учетом мнения практикующих синоптиков. Имеются отдельные позиции, применять которые на практике при всем желании не получается. Основной трудностью после введения нового Наставления является сложность территориального распределения явлений погоды, а также проведения объективной оценки погодных параметров.

Особо я хотела бы отметить прогнозирование и оценку силы ветра при невозможности использования термина «местами». Мы провели анализ скоростей ветра по 18 метеостанциям Татарстана и получили, что 6 метеостанций являются «ветровыми» (то есть на них чаще всего отмечаются усиления ветра), 8 – «ветровыми умеренно», а 4 метеостанции – «спокойные» (даже при общей ветровой ситуации скорости ветра на этих метеорологических станциях значительно ниже, чем на «ветровых»). Причем как «ветровые», так и «спокойные» метеорологические станции достаточно равномерно распределены по территории Татарстана. Поэтому при прогнозе ветра в большинстве случаев невозможно выделить какую-либо часть республики. Напрашивается следующий вывод: разрешить прогнозировать скорость ветра с термином «местами».

Согласно «Наставлению...» при прогнозе конвективных явлений, а также тумана и заморозков можно применять термин «местами». Очевидно для этих явлений, в случае их прогнозирования «местами», следует разработать и соответствующую оценку.

Ливневые осадки разрешено давать «местами» или «в отдельных районах». Не вызывает сомнений, что и кратковременные осадки, в том числе и кратковременный снег на вторичных холодных фронтах в тыловой части циклона, следует разрешить прогнозировать по тому же принципу, то есть «местами». Оценка, естественно должна быть доработана.

Оценку прогнозов грозы и других конвективных явлений любой интенсивности в силу локальности их проявления необходимо разрешить делать по наличию грозовых очагов по данным МРЛ (в «Наставлении» это разрешено только при ОЯ – п. 6.2.7).

Эти и другие наши предложения в более подробном виде мы готовы предоставить в Росгидромет и Гидрометцентр России для внесения изменений в действующее «Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения».

Трущина И.Н. –
Гидрометцентр Республики Татарстан