Методические указания по автоматизированному состовления карт нефанализа и прогноза эволюции облачных образований

Настоящие методические указания предназначены для специалистов-метеорологов главного и региональных Центров приема и обработки спутниковой информации, занимающихся непосредственно составлением карт нефанализа и прогноза эволюции облачных образований. Они могут быть использованы и в других прогностических подразделениях Росгидромета, в которые был внедрен автоматизированный комплекс ("PlanetaMeteo").

История создания карт нефанализа и прогноза эволюции облачных образований (далее "карта нефанализа") уходит в середину семидесятых годов прошлого столетия, в период интенсивного развития космической метеорологии в нашей стране. Именно тогда, впервые были разработаны и внедрены в оперативную практику методики определения признаков эволюции и перемещения облачных образований по спутниковым изображениям.

Большая заслуга в создании этих карт принадлежит известным синоптикам-практикам того времени, работающим в области космической метеорологии, Исаевой Галине Николаевне, Леонтьевой Анне Васильевне, Царьковой Антонине Михайловне, Озеровой Галине Михайловне, а также ученым-метеорологам, канд. геогр. наук Поповой Татьяне Павловне, Домбковской Екатерине Петровне и Бурковой Маргарите Всеволодовне.

В результате их совместной деятельности был создан совершенно новый вид метеорологической продукции, базирующийся на анализе космических изображений, поступающих с метеорологических искусственных спутников Земли.

Грамотно составленная карта нефанализа может оказать существенную помощь прогнозистам при уточнении приземного анализа на картах погоды и оценке синоптической ситуации в целом.

Особую ценность карты нефанализа приобретают в тех случаях, когда они используются в оперативных подразделениях, не имеющих по каким-либо причинам непосредственного доступа к космическим изображениям или не располагающих специалистами с достаточным опытом работы со спутниковой информацией.


Порядок проведения работ

Процесс составления карт нефанализа автоматизирован. Программный комплекс "PlanetaMeteo", разработанный сотрудниками ГУ “НИЦ “ПЛАНЕТА”, позволяет в интерактивном режиме наносить на монтажи спутниковых изображений с помощью условных обозначений результаты интерпретации (дешифрирования) космической информации в строгом соответствии с регламентирующими документами и стандартами ВМО.

Инструкция по работе с программным комплексом "PlanetaMeteo" "зашита" в саму программу и вызывается на экран дисплея нажатием кнопки "помощь".

Прежде чем приступить к составлению карт нефанализа дешифровщик обязан детально ознакомиться с историей развития синоптических процессов над интересующей территорией, как минимум, за предыдущие сутки. Для этих целей необходимо использовать всю доступную космическую информацию, полученную в инфракрасном (ИК) и видимом (ТВ) участках спектра, как с полярно-орбитальных, так и геостационарных спутников. В результате этого анализа должен возникнуть совершенно четкий план дешифрирования текущей информации. Абсолютно недопустимо бездумно выделять и соединять между собой облачные массивы, четко не представляя себе процесс, который собираешься отобразить на карте нефанализа. Созданный рисунок должен строго соответствовать общепринятым схемам расположения атмосферных фронтов на синоптической карте. Карта нефанализа должна помогать прогнозисту разбираться в синоптической ситуации, а не запутывать его. Именно по этой причине наличие высшего метеорологического образования является обязательным условием для специалиста, занимающегося интерпретацией космических изображений.

Прежде, чем приступить к построению монтажа космических изображений, необходимо ввести в программу обработки информации в каталог TBUS текущую телеграмму "APT PREDICT" ("TBUS") или "NORAD" с баллистическими данными. Эту операцию необходимо проделывать не реже, чем один раз в три дня. Если телеграммы "TBUS" или "NORAD" поступают регулярно, то желательно их обновлять (добавлять к уже существующим) ежедневно.

После введения телеграммы можно приступать к построению монтажа спутниковых изображений. Для этой цели используются космические изображения, полученные с трех-четырех последовательных витков, проходящих через зону радиовидимости данного пункта приема информации (ППИ).

Если на полученных исходных изображениях имеются участки с некачественной информацией (помехи, сбои, пропуски и т.п.) то, они "отсекаются" от качественной информации с помощью соответствующего инструмента (кнопка с пунктирным квадратом на панели инструментов).

После построения монтажа производится наложение на изображение картографической основы и проверяется точность географической привязки информации по видимым наземным ориентирам. В случае обнаружения расхождений в географической привязке производится сдвиг изображения (монтажа) в ту или иную сторону (на величину ошибки) имеющимися программными средствами (окно "Растр").

После выполнения вышеупомянутых операций производится непосредственное дешифрирование изображения с целью получения карт нефанализа.

Поскольку разрешающая способность исходных изображений гораздо выше, чем у монтажа спутниковых изображений, то в процессе работы с монтажом, на экран дисплея постоянно вызывается то или иное исходное изображение для более детального анализа и уточнения дешифрируемых объектов.

При работе с исходными изображениями в программе предусмотрена возможность некоторого повышения их качества за счет выполнения таких операций, как контрастирование и повышение резкости изображений.

Кроме того, при необходимости, изображение можно увеличить или уменьшить. Аналогичные операции можно производить и с монтажами спутниковых изображений (до наложения на них картографической основы).

После того, как монтаж полностью отдешифрирован, он удаляется с экрана дисплея с помощью окна "Растр". В результате этой операции на экране остается только картографическая основа с нанесенными результатами дешифрирования, собственно, карта нефанализа.

Внимание! Практика работы с программой показала, что в процессе составления карты нефанализа целесообразно периодически запоминать (с нарастающим итогом) результаты дешифрирования спутниковых изображений во избежание их потери при возможных сбоях в работе вычислительной техники или "зависании" программных средств (окно "Объекты облачности", кнопка "запомнить").

На рисунке 1 представлена последовательность этапов составления карт нефанализа.

После удаления с экрана монтажа спутниковых изображений, карта нефанализа подвергается тщательной проверке качества оформления результатов дешифрирования с целью обнаружения и устранения пропусков надписей в выделенных контурах, сглаживания острых углов и "вибрирующих" линий, устранения разрывов контурных линий и удаления "хвостов", вышедших за пределы контура или рамки карты и т.п.

Короче говоря, карта нефанализа должна выглядеть так, чтобы у потребителя возникло желание работать с ней.

После проделанных операций карта нефанализа архивируется и передается заинтересованным потребителям, как по каналам связи, так и в виде твердых копий.


Особенности дешифрирования космических изображений

Авторы не ставили своей целью детально останавливаться на вопросах дешифрирования космических изображений, которые подробно изложены в многочисленной научной и методической литературе. В методических указаниях затронуты только те нюансы дешифрирования, которые непосредственно влияют на качество составления карт нефанализа.

Приступая к дешифрированию изображений, необходимо помнить, что карта нефанализа должна представлять собой не пеструю мозаику выделенных отдельных контуров облачности, а, прежде всего, стройную картину взаимосвязанных между собой облачных полос и вихрей, соответствующих атмосферным фронтам и циклонам на синоптической карте. Дешифрирование не должно сводиться к примитивному выделению светлых и темных участков на изображении. Это пустая и никому не нужная работа. Необходимо научиться отделять главное от второстепенного. В этом и заключается искусство опытного дешифровщика. Так, например, при выделении фронтальной облачной полосы недопустимо присоединять к ней за фронтальную или примкнувшую внутримассовую облачность, тем самым, искусственно расширяя фронтальную зону и придавая ей уродливую форму. То же самое относится и к вырисовыванию атмосферных вихрей.

Особенно внимательно необходимо относиться к определению типов облачности и ее структурных характеристик, помня о том, что в отличие от приземных карт погоды, на спутниковых изображениях вся синоптическая информация заключена именно в облачности. Поэтому, получить представление о характере атмосферных процессов и их дальнейшей эволюции по космической информации можно только посредством анализа облачного поля. Именно облачность первая из всех метеоэлементов реагирует на перестройку атмосферных процессов и является индикатором начавшихся преобразований.

Так, например, появление ярких плотных облачных шапок слоистообразных и перистообразных форм и связанных с ними выметов перистообразных облаков (в районах атмосферных фронтов), как правило, свидетельствует о начавшемся процессе циклогенеза, причем, чем плотнее и ярче облачная шапка и чем четче выражены выметы перистообразной облачности, тем интенсивнее протекает процесс циклогенеза. По статистике, в 70% случаев облачная шапка формируется не менее чем за двенадцать часов до появления замкнутой изобары на приземной синоптической карте.

Важной задачей дешифрирования является выявление на изображении районов, занятых кучево-дождевой облачностью, так как она уже сама по себе является опасным явлением природы, особенно, для авиации: болтанка, обледенение, грозовые разряды, шквалистый ветер. Особая сложность в опознавании кучево-дождевой облачности на инфракрасных изображениях возникает в тех случаях, когда она встречается в сочетании с другими типами облаков, имеющих низкую температуру верхней границы, и как следствие, яркий тон изображения, такой же, как и у кучево-дождевой облачности. В таких случаях, для выделения кучево-дождевых облаков, целесообразно применять, так называемый, "метод контрастирования" (рис. 2).

Рисунки 2-21, 25-28 (в формате .ppt, 19,6 МБ)

Для этого, из меню панели инструментов вызывается на экран дисплея окно "контрастирование" с гистограммой яркостных характеристик изображения. Правый маркер (вертикальная пунктирная линия) как можно точнее совмещается с правым краем гистограммы, а левый маркер постепенно перемещается вправо (вглубь гистограммы) до тех пор, пока на экране не останутся наиболее яркие участки изображения по своим яркостным и структурным характеристикам, соответствующие кучево-дождевой облачности (если таковая имеется). Здесь, самое главное, не переборщить и не убрать полностью изображение с экрана. Дешифровщик должен сам определить, когда ему следует остановиться (прекратить смещать маркер вглубь гистограммы) и принять решение о наличие или отсутствие кучево-дождевой облачности.

Как правило, не фронтальная кучево-дождевая облачность объединена в ансамбли и может занимать по площади значительные пространства (зоны повышенной конвекции). Однако нередко на изображениях встречаются разбросанные отдельные очаги кучево-дождевой облачности, которые невозможно выделить в самостоятельные контуры из-за их незначительных размеров. В этих случаях используется символ локального скопления кучево-дождевых облаков, который проставляется в центре такого облачного массива.

Но увлекаться выделением очагов кучево-дождевой облачности не следует. Выделение двух-трех наиболее активных очагов для одного анализируемого района вполне достаточно. Так же следует поступать при выделении очагов кучево-дождевой облачности во фронтальной зоне, состоящей в основном из слоистообразных и кучевообразных облаков. Однако если этих очагов достаточно много и они разбросаны по всей фронтальной полосе, то в этом случае под символами основных типов облачности (из которых состоит фронтальная полоса) проставляется надпись "ОТД." (отдельные) и справа от неё или под ней проставляется символ кучево-дождевой облачности.

Аналогичным образом следует поступать при выделении локальных скоплений кучевообразной облачности.

Особое место среди типов облаков занимает слоисто-кучевообразная облачность. Символ слоисто-кучевообразной облачности содержит в себе одновременно два параметра: тип облачности, и ее структуру - "закрытые ячейки", реже "валы" (рисунок, напоминающий морские волны) (рис.3). Принято считать, что "закрытые ячейки" и "валы" образуются слоисто-кучевой облачностью (Sc). В большинстве случаев так оно и есть (рис. 4). Однако нередко встречается, так называемая, фронтальная слоисто-кучевообразная облачность, которая имеет ячеистую структуру, яркий тон изображения (легко спутать с кучево-дождевой облачностью) и иногда занимает, практически, полностью всю фронтальную зону (рис. 5). Яркий тон ячеек на ИК-изображениях свидетельствует о том, что в данном случае, в формировании слоисто-кучевообразной облачности принимают участие не низкие слоисто-кучевые облака, а более холодные (а значит и более яркие) облака среднего яруса (As, Ac, Ns), что и подтверждается данными квазисинхронных наземных наблюдений.

Довольно часто, слоисто-кучевообразная облачность встречается в сочетании с кучевообразной облачностью в виде чередующихся полей закрытых и открытых ячеек, которые сложно выделить в самостоятельные контуры из-за их небольших размеров. В этом случае, эти поля объединяются в единый контур и под символами слоисто-кучевообразной и кучевообразной облачности (или наоборот - каких ячеек больше преобладает) проставляется надпись "ЯЧЕЙКИ" без указания их типа (закрытые или открытые).

Если в выделенном контуре наблюдаются поля слоисто-кучевообразной облачности только в виде закрытых ячеек или в сочетании со слоистообразной или кучевообразной (не сформированной в открытые ячейки) облачностью, надпись "ЯЧЕЙКИ" не проставляется.

Если в выделенном контуре наблюдаются поля слоисто-кучевообразной облачности в виде валов, то под символом слоисто-кучевообразной облачности проставляется надпись "ВАЛЫ".

Кучевообразная облачность на изображениях довольно часто встречается в виде гряд или открытых ячеек. Иногда эта облачность может не иметь ярко выраженной структуры и занимать по площади обширные пространства. В отличие от закрытых ячеек, которые могут возникать как над водной поверхностью, так и над сушей, открытые ячейки образуются только над водной поверхностью (Рис. 6).

Если в выделенном контуре наблюдаются поля кучевообразной облачности, сформированной в открытые ячейки, то под символом кучевообразной облачности проставляются друг под другом слова "ЯЧЕЙКИ ОТКРЫТЫЕ", причем, в зависимости от размера выделенного контура надпись может быть как полной, так и в сокращенном варианте - "ЯЧ. ОТКР.".

Определенную трудность вызывает дешифрирование на ИК-изображениях низкой слоистообразной облачности и, особенно, тумана, находящихся над водной поверхностью, когда тепловые контрасты между водой и облачностью (туманом) невелики. Разобраться в данной ситуации возможно, опять же, посредством контрастирования изображения. Смещая определенным образом навстречу друг другу оба маркера гистограммы яркостей, можно добиться такой ситуации, когда на изображении водной поверхности появится характерный рисунок вихревых структур, указывающий на отсутствие облачности в данном районе (Рис. 7). И, наоборот, отсутствие этого рисунка свидетельствует о наличие в данном районе низкой слоистообразной облачности или тумана.

При дешифрировании перистообразной облачности необходимо учитывать тот факт, что в отличие от наземных наблюдений, при космической съемке на изображениях в первую очередь отображаются облака верхнего яруса - перистообразные, которые могут занимать обширные пространства как самостоятельно, так и в сочетании с другими типами облаков. Особенно их много во фронтальных зонах. Часто, плотная перистообразная облачность маскирует нижележащие облака среднего и нижнего ярусов, и они уходят, как бы, на второй план. На самом же деле все наоборот. Конечно же, основными типами фронтальной облачности являются слоистообразные и кучевообразные облака (за исключением холодных фронтов второго рода, где преобладает кучево-дождевая облачность). Удельный вес перистообразной облачности по сравнению с этими облаками очень мал. Поэтому, при определении типов облачности во фронтальной зоне символ перистообразных облаков (если они имеются) указывается на последнем месте.

Символ выметов перистообразной облачности используется при выделении зон циклогенеза и активных волн, а так же для указания направления сдвига перистых облаков относительно вершин кучево-дождевой облачности в зонах повышенной конвекции. Во всех остальных случаях для указания структурных характеристик облаков верхнего яруса используется условное обозначение полос перистообразной облачности.

Знак "+" (плотная облачность) используется в основном при выделении зон циклогенеза и активных волн для подчеркивания плотности облачной шапки, состоящей из слоистообразной и перистообразной облачности.
Знак "-" (тонкая, просвечивающая облачность) характеризует перистообразную, реже слоистообразную облачность, когда сквозь них просматривается подстилающая поверхность (Рис. 8).
Знаки "+" и "-" проставляются справа от соответствующего обозначения количества облачности.

Символ "С₆" (сплошная облачность) употребляется при выделении районов, занятых низкой сплошной (допускаются отдельные небольшие разрывы) слоистообразной облачностью, иногда охватывающей обширные пространства. Такая ситуация довольно часто встречается в холодное время года над районами с антициклональным характером погоды. Во всех других случаях при выделении районов, занятых сплошной облачностью используеться символ "С" (сплошная облачность с разрывами).

Районы, занятые туманом, обводятся сплошной линией. Внутри выделенного контура проставляется надпись: "ТУМАН".

При выделении осей струйных течений (Рис. 9 и 10) очень важно наносить их на карты нефанализа именно в том месте, где они действительно проходят, т.е. точно по краю облачности, а не рядом с ним (Рис. 11).

Символ мезовихря наносится на карту нефанализа таким образом, чтобы его конфигурация (размер и прогиб) максимально соответствовали конфигурации мезовихря на спутниковом изображении (Рис. 12). Причем, очень важно не путать мезовихри с центрами циклонической завихренности и, тем более, со вторичными облачными вихрями (конвективные вихри с облачной спиралью в виде запятой.), так как, у них совершенно различные причины возникновения и характеризуют они совершенно разные процессы, происходящие в атмосфере (Рис. 12 и 13). Если цепочки мезовихрей, обусловленные орфографией местности, указывают на направление ветра в нижней тропосфере, то появление центров циклонической завихренности и, особенно, вторичных облачных вихрей, обусловленных термодинамическими факторами, может в дальнейшем привести к образованию основного облачного вихря.

Символ волнистых облаков наносится на карту нефанализа таким образом, чтобы направление его извилистых линий совпадало с направлением полос волнистых облаков на спутниковом изображении, ориентирующихся, как правило, перпендикулярно воздушному потоку.

Помимо облачности, на картах нефанализа выделяют границы снежных и ледовых полей. Однако это осуществляется только в том случае, если при дешифрировании помимо инфракрасных изображений используются также изображения, полученные в видимом участке спектра (дневная съемка).

На инфракрасных изображениях из-за незначительных тепловых контрастов между заснеженными и открытыми от снега участками земной поверхности граница снега практически не просматривается. В этом случае на картах нефанализа над открытыми от облачности заснеженными участками суши проставляются друг под другом или рядом слова: “ЯСНО СНЕГ”.

Аналогичная ситуация складывается при выделении ледовых полей. В этом случае на картах нефанализа над открытыми от облачности ледовыми полями проставляется надпись: “ЯСНО ЛЕД”.

Разделительная граница между районами “ЯСНО СНЕГ” и “ЯСНО”, “ЯСНО ЛЕД” и “ЯСНО” не проводится.


Особенности прогноза эволюции облачных образований

При прогнозировании эволюции облачных образований необходимо пользоваться указаниями и методиками, изложенными в "Руководстве по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды" (Гидрометеоиздат, 1982 г.), в котором обобщен опыт работы со спутниковыми изображениями ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области космической метеорологии.

Хотя "Руководство по использованию спутниковых данных..." предназначено для синоптиков-прогнозистов, его с успехом можно (и нужно) использовать при составлении карт нефанализа. Каждому прогностическому признаку, описанному в "Руководстве...", на картах нефанализа соответствует определенный символ (см. Таблицу условных обозначений). Здесь, самое главное, ничего не перепутать и применять символы по назначению. Например, если облачный вихрь соответствует молодому циклону или циклону в стадии максимального развития, то в их центрах проставляется обычный символ облачного вихря с указанием направления их смещения. Если же облачный вихрь соответствует окклюдированному циклону, то в этом случае, проставляется символ облачного вихря с расходящимися стрелками. И это важно, так как в этом случае мы указываем не только на то, где располагается центр вихря, но и даем прогноз на его разрушение. Для таких облачных вихрей направление смещения, как правило, не указывается, т.к. существующая методика дает значительную погрешность (в среднем около 30 градусов). Если же облачная спираль, соответствующая фронту окклюзии, к тому же еще и хорошо закручена (архимедова спираль) (Рис. 14), то в данном случае в центре облачной спирали проставляется символ облачного вихря с расходящимися стрелками и обоюдоострой стрелкой под символом вихря. Этим самым мы подчеркиваем, что облачный вихрь не только разрушается, но и остается малоподвижным. В тех случаях, когда "голова" старого разрушающегося вихря состоит из гряд кучевообразной облачности, в его центре проставляется символ полого вихря.

Известно, что одной из самых трудных и актуальных задач синоптической метеорологии является определение моментов зарождения циклонов. Именно в решении этой задачи спутниковая информация может оказать прогнозисту неоценимую помощь при анализе синоптической ситуации. Как уже отмечалось выше, именно облачность первая реагирует на начавшуюся перестройку атмосферных процессов. Характерный рисунок (структура) облаков на спутниковых изображениях позволяет гораздо раньше уловить момент начавшегося циклогенеза, чем это проявится на синоптической карте в поле метеоэлементов.

Многообразие форм циклогенеза можно свести к основным трем типам:
- циклогенез у точки окклюзии (наиболее часто встречающаяся форма циклогенеза - облачная шапка в виде "купола" образуется у точки окклюзии) (Рис. 15);
- циклогенез в виде "факела" или "веера" (облачная шапка образуется на северном конце полосы облаков холодного фронта) (Рис. 16 и 16а);
- циклогенез в виде "ступеньки" (облачная шапка в виде "купола" или "факела" возникает на крутом изгибе (изломе) меридионально расположенной облачной полосы холодного фронта заполняющегося циклона, возникающем за счет прогиба южной части фронтальной полосы к западу или северо-западу) (Рис. 17 и 18).

Не смотря на разнообразие форм циклогенеза, всех их объединяет один рисунок:
- наличие яркой плотной облачной шапки, состоящей, в основном, из слоистообразных и перистообразных облаков;
- наличие выметов перистообразной облачности;
- наличие струйного течения со стороны холодного воздуха;
- наличие конвективной облачности за холодным фронтом.

П р и м е ч а н и е . При затоке сухой холодной воздушной массы, в тылу циклона за холодным фронтом может располагаться относительно безоблачная зона с отдельными грядами кучевообразной облачности, загибающихся по спирали к центру облачного вихря.

Физическая сущность данного явления заключается в следующем. Появление облачной шапки и наличие выметов перистообразной облачности с ее восточной стороны, свидетельствуют об интенсивном выносе теплого воздуха в средней и верхней тропосфере и формировании там термического гребня в вершине которого, и находится данная облачная шапка. Формирование облачной шапки сопровождается падением давления у поверхности земли. В тыловой части атмосферного вихря, за холодным фронтом, наличие конвективной облачности свидетельствует о затоке холодного воздуха в нижней тропосфере и формировании там термической ложбины. Таким образом, образуется сопряженная область теплой и холодной адвекции - адвективная термическая пара. И чем больше градиент адвекции, тем интенсивнее будет протекать процесс циклогенеза. Наличие струйного течения, огибающего облачную шапку, свидетельствует о еще большей интенсификации процесса циклогенеза, т.к. именно под струйным течением происходит падение давления. Вышеописанные процессы и приводят к образованию у поверхности Земли циклона, а на спутниковых изображениях - соответствующего ему облачного вихря.

При дешифрировании, на картах нефанализа, независимо от типа циклогенеза, в вершине облачной шапки проставляется символ циклогенеза с указанием направления его смещения, как результирующая между направлением выметов перистообразных облаков и направлением тыловой части струйного течения (Рис. 19).

Аналогичная ситуация складывается и с активной (динамически неустойчивой) фронтальной волной, которая характеризуется не только расширением облачной полосы и прогибом ее в сторону холодного воздуха, но и наличием облачной шапки, струйным течением и выметами перистообразной облачности т.е., всеми признаками циклогенеза (Рис. 20). В этом случае, в вершине облачной шапки проставляется символ волны с указанием направления ее смещения, как результирующая между направлением смещения волны вдоль фронта (к центру вихря) и направлением смещения самого фронта. В случае стационарного или малоподвижного фронта направление смещения активной волны указывается вдоль фронтальной полосы к центру облачного вихря. Над стрелкой, указывающей направление смещения активной волны, проставляется символ облачного вихря в круге, свидетельствующий о том, что из волны ожидается образование облачного вихря.

Для слаборазвитой (устойчивой) волны направление смещения не указывается, т.к. она всегда смещается вдоль облачной полосы в направлении центра циклона и образование облачного вихря из нее не происходит.

При прогнозировании направления смещения фронтальных облачных полос необходимо руководствоваться следующим правилом: фронтальная облачная полоса смещается в направлении наибольшей кривизны тыловой кромки облачности, причем, чем больше кривизна тыловой кромки, тем быстрее смещается данный участок фронта.

На картах нефанализа для прогнозирования направления смещения выбирается тот участок фронтальной облачной полосы, который имеет наиболее четко выраженную кривизну тыловой кромки. Для одной облачной полосы при прогнозировании направления ее смещения выбирается, как правило, один участок фронта.

Если облачная полоса не имеет прогиба (или имеет антициклональный прогиб), то, как правило, это свидетельствует о том, что она является малоподвижной.

Условное обозначение прогнозируемого участка фронтальной облачности проставляется внутри облачной полосы рядом с ее тыловой кромкой.

Для малоподвижной фронтальной облачности условное обозначение проставляется по центру облачной полосы.

При выделении на картах нефанализа районов с большим скоплением кучево-дождевой облачности не связанной с циклогенезом, в центре облачного массива проставляется символ активной облачной зоны и дается прогноз направления ее смещения в соответствии с направлением сдвига перистообразной облачности относительно вершин кучево-дождевых облаков.

Практика работы со спутниковыми изображениями показала, что, несмотря на существующие методики, самым надежным способом прогнозирования направления смещения облачных образований (атмосферных вихрей и облачных полос), на период в пределах суток, является метод экстраполяции, т.е. использование тех тенденций, которые уже наметились в предшествующем развитии процесса. Самым идеальным средством для этих целей являются, так называемые, анимационные файлы, которые позволяют в динамике просматривать на экране дисплея развитие и перемещение атмосферных процессов.

Символ объединения облачных образований (обоюдоострая полая выгнутая стрелка) в основном относится к объединению фронтальных облачных полос. При этом облачные полосы не только должны находится рядом, но и иметь соответствующий профиль (прогиб на встречу друг другу), указывающий на тенденцию сближения фронтальных массивов. После их слияния, как правило, происходит расширение и обострение объединенной облачной полосы. На картах нефанализа символ объединения облачных образований наноситься прогибом вверх (Рис. 21).

Очень важно при прогнозировании того или иного явления учитывать процессы, происходящие в близлежащих районах. Нередко, их влияние приводит к тому, что выявленные на изображениях признаки эволюции облачных образований в дальнейшем не получают своего развития.


Техника составления карт нефанализа и прогноза эволюции облачных образований

Для улучшения визуального восприятия, карты нефанализа составляются в цвете (Рис. 22 и 23). Отдельным символам и целым группам условных обозначений присвоены определенные цвета, которые, при необходимости, можно изменять. Однако, используемые в настоящее время цвета, на наш взгляд, являются наиболее удачными. В таком виде карты нефанализа могут передаваться потребителям по локальной сети и каналам Интернет (Е-mail, ftp).

При передаче карт нефанализа по каналам метеорологической телесвязи, согласно "Наставлению по Глобальной системе телесвязи", к ним предъявляются особые требования. Во-первых, карты должны быть в черно-белом изображении. Во-вторых, все имеющиеся надписи (включая легенду) не должны выходить за пределы рамки карты. В-третьих, заголовок карт должен содержать опознавательную группу "PBME91 RUMS" (для карт, выпускаемых ГУ "НИЦ "Планета""). Цифра 24 в заголовке свидетельствует о том, что прогноз эволюции и перемещения облачных образований дается на 24 часа (Рис. 24).

Такой формат карты достигается сохранением ее в специально модифицированном для этих целей формате GIF, получившим условное название GIF(ГРМЦ). В результате сохранения карты в этом формате появляются два файла planeta.gif и planeta.dli. Первый файл - это сама карта, а второй файл содержит набор данных, описывающих эту карту. При передаче карт по каналам связи передаются оба файла.

П р и м е ч а н и е. Данный формат предусмотрен только для карт нефанализа, передаваемых по каналам метеорологической телесвязи из ГУ "НИЦ "Планета"".

Создавая карту нефанализа, не следует слишком мельчить, но и слишком укрупнять выделяемые контуры. Все должно быть в разумных пределах и нацелено на то, чтобы как можно точнее и правильнее, используя всю палитру условных обозначений, отобразить на карте нефанализа ту синоптическую ситуацию, которая запечатлена на спутниковых изображениях.

При выделении на карте нефанализа района дешифрирования контурные линии проводятся только внутри картографической основы. По полям карты их проводить не следует.

На картах нефанализа границы облачных образований выделяются фестонами или сплошными (реже, штриховыми) линиями.

Фестонами выделяются главные облачные образования. К ним относятся:
- облачные вихри;
- облачность фронтальных разделов;
- вторичные облачные вихри;
- облачность внутритропической зоны конвергенции;
- облачность субтропических струйных течений;
- большие скопления кучево-дождевой облачности.

Во всех других случаях при выделении границ облачных образований (включая туман) используется сплошная линия. Если границы облачных образований, не относящихся к главным, нечетко выражены (например, из-за незначительных температурных контрастов между верхней границей облачности и подстилающей поверхностью на ИК- изображениях), то в этом случае они проводятся штриховой линией.

При проведении контурных линий необходимо, как можно точнее (но с учетом генерализации – сглаживания мельчайших деталей), отображать на карте нефанализа дешифрируемые объекты, стараться, чтобы наносимые на изображение линии были плавными, без резких изгибов и разрывов и не выходили за пределы контура или рамки карты.

При оконтуривании облачных массивов фестонами, на крутых изгибах неизбежно возникает наложение соседних фестонов друг на друга и, как следствие, появление всевозможных фигур в виде крестов, петель и т.п. Все эти возникшие образования в процессе работы должны аккуратно удаляться с помощью электронного ластика.

При вырисовывании облачных полос и вихрей фестонами острие карандаша на экране необходимо вести не по краю облачной полосы, а внутри ее так, чтобы вершины фестонов касались края облачности. Тем самым, мы не расширяем искусственно фронтальную зону, а ось струйного течения (если оно имеется) будет проходить точно над тем районом, где она наблюдается, а не сдвинута в сторону (на величину фестона) (Рис. 11).

Особенно надо быть внимательным при вырисовывании “головы” атмосферного вихря. Прежде всего, это облачная спираль и вырисовывать ее необходимо, именно, как облачную спираль, на конце которой (в выемке) проставляется символ облачного вихря (Рис. 25).

"Голова" старого разрушающегося облачного вихря, как правило, не вырисовывается, а указывается закручивающейся стрелкой, имеющей конфигурацию максимально приближенную к рисунку "головы" облачного вихря на спутниковом изображении (Рис. 26).

Аналогичным образом следует поступать при вырисовывании "головы" облачного вихря в поле кучевообразной облачности (Рис. 27).

Все надписи на картах должны быть параллельны ближайшим широтам дешифрируемого района.

Условные обозначения типов облачности и их количества наносятся на карту нефанализа компактно и взаимосимметрично, причем в зависимости от конфигурации выделенного контура они могут наноситься, как в широтном, так и в меридиональном направлении (столбиком).

Если в выделенном контуре отмечаются несколько типов облачности, то на первом месте проставляется символ преобладающей облачности, а затем символы остальных типов облаков в порядке их убывания. Так, например, если в выделенном контуре, в котором отмечается слоистообразная и кучевообразная облачность, матовая текстура преобладает над зернистой, то на первом месте проставляется символ слоистообразной облачности, а затем, кучевообразной. Если же, наоборот, зернистая текстура преобладает над матовой, то на первом месте проставляется символ кучевообразной, а затем слоистообразной облачности.

Как правило, в одном выделенном контуре проставляется не более трех символов типов облачности.

Если выделенный контур больших размеров или имеет сложную конфигурацию, то условные обозначения типов облачности и их количества можно повторить несколько раз, равномерно распределив их, по всей площади контура.

Размер всех надписей и условных обозначений должен соответствовать установленному размеру (цифре 95 в окне "Размер" панели инструментальных средств) и не должен меняться в процессе работы. И только в исключительных случаях, когда выделенный контур слишком мал для того, чтобы впечатать условные обозначения установленного размера, последние можно уменьшить, но после этого необходимо снова вернуться к исходному размеру. Данное положение не распространяется на условные обозначения облачных полос и символ мезовихря, размеры которых и прогиб могут изменяться в зависимости от конкретной синоптической ситуации.

Завершающим этапом составления карт нефанализа является проверка качества их оформления и устранение выявленных недостатков (Рис. 28).


Список литературы

1. Использование изображений со спутников в анализе и прогнозе погоды. Техническая записка ВМО № 124 / Под ред. Р.Н. Андерсона и Н.Ф. Вельтищева. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
2. Руководство по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды / Под ред. И. П. Ветлова и Н. Ф. Вельтищева. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
3. Наставление по службе прогнозов. Раздел 2. Части I и II . - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
4. Л.С. Минина, Практика нефанализа / Под ред. В. А. Бугаева.- Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
5. Н. Ф. Вельтищев, Т. П. Попова, Методическое письмо. Использование данных наблюдений об облачности со спутников в синоптическом анализе. - Вопросы спутниковой метеорологии. Выпуск 4. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
6. М. Г. Приход ь к о. Методическое пособие. Использование спутниковой информации в синоптической практике.- М.: Гидрометеоиздат, 1982.
7. Е. П. Домбковская, Г. М. Озерова. О некоторых признаках эволюции облачности. – Труды ГосНИЦИПР, 1985, вып. 20.


Приложение


Методические указания подготовил зав. отделом Иоффе Геннадий Маркович.
Оформление методических указаний и подбор иллюстрационного материала осуществила зав. сектором Третьякова Лариса Павловна.