А. Н. Аржаков, К. И. Кусатова

Результаты испытания методики прогноза максимальных уровней воды весеннего половодья на реках Якутии за 2004-2006 гг.

На основе методов комплексного сравнительно-географического и статистического анализа с учетом спутниковой информации о заснеженности территории разработан метод дешифрирования снежного покрова по космическим данным, включающим определение границ залегания снега, его площади, средней высоты снеговой линии, а также площади одновременного снеготаяния на водосборе. Метод использован для получения новых предикторов максимальных уровней воды весеннего половодья на реках бассейна Лены. Он разработан с применением программного средства «IVIEW». Применим в том числе для условий недостаточности данных наземных наблюдений за снежным покровом. Заблаговременность прогноза 15-40 сут. 
 Испытание метода прогноза максимального уровней половодья на реках Алдан и Мая с заблаговременностью от 15 до 40 сут  (ДВНИГМИ, Т. И. Москвич) проведено по материалам 2004-2006 гг. по семи пунктам (п.) на реках Алдан, Амга, Мая, Учур и Тимптон. За испытуемый период составлено 60 прогнозов. 
Оценка прогнозов велась в соответствии с Методическими указаниями [1].
Ввиду объективных причин отсутствия автора метода, технология усвоения спутниковых данных не была создана, поэтому метод  испытывался без учёта спутниковой информации.
Испытания проводились с помощью программного средства «Регрессия», разработанного для построения уравнения регрессии и выбора значимых предикторов. 
В табл. 1-20 представлены оценки прогнозов максимальных уровней воды за 2004-2006 гг. на реках Якутии в мае, июне и за половодье.
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга в мае рассчитывались по уравнению
у(х) = 381,124 + 3,62х 1 + 4,56 х2 - 2,157 х3+ 2,968 х4,
где х1 - максимальные снегозапасы; х2 -  величина остаточных снегозапасов; х3 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта; х4 -  сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая.
Таблица 1
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	817	874	752	
Прогноз уровня 	582	918	731	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	235	-44	  21	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0	100	100	
     
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга в июне рассчитывались по уравнению
у(х) = 470,656 + 3,342 х1 - 2,167 х2 ,
где х1 - величина остаточных снегозапасов; х2 - сумма положительных температур с               1 октября по 9 мая.
Таблица 2
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	427	279	371	
Прогноз уровня 	454	292	494	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	-27	-13	    -123	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100	    100	0	
     
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7 %
Прогнозы максимальных уровней воды р. Амга у с. Амга за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 203,352 + 6,919 х1 + 3,422 х2 ,
где  х1 - величина остаточных снегозапасов;  х2 - сумма положительных температур с             1 октября по 20 мая.
 Прогнозы не составлялись в связи с некорректностью данных по космическим снимкам. 
Прогнозы максимальных уровней воды  р. Алдан у с. Томмот
Прогнозы максимальных уровней воды  р. Алдан у с. Томмот в мае рассчитывались по уравнению:
у(х)=550,706 + 1,23 х1 - 5,158 х2 - 0,531 х3 ,
где х1 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;  х2 - сумма положительных температур с      1 октября по 29 апреля; х3 - величина остаточных снегозапасов. 
Таблица 3
Оценка прогнозов максимальных уровней воды в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	591	591	786	
Прогноз уровня 	805	678	725	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   -214	-87	     61	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0	       0	100	

  Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%
Прогнозы максимальных уровней воды  р. Алдан у с. Томмот в июне рассчитывались по уравнению
у(х) = 718,497 - 3,762 х1 + 2,586 х2 + 0,584 х3 - 0,183 х4,
где х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая; х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая; х3 - сумма положительных температур с 1 октября по             29 апреля; х4 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта.
Таблица 4
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	496 	533 	514 	
Прогноз уровня 	185 	593 	557 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	311 	-60 	-43 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0 	100 	100 	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан — с. Томмот за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 792,65 - 0,018 х1 + 0,001 х2 ,
где х1 – f в км2 на 20 мая; х2 - F в км2 на 20 мая; f и F – площадь заснеженности водосбора по двум спектральным диапазонам.
Таблица 5
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	592 	  591 	786 	
Прогноз уровня 	865 	1014 	789 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   -273 	-423 	 -3 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0 	   0 	100 	

           Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль в мае рассчитывались по уравнению
у(х) = 1181,8+8,153 х1 ,
где х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля. 

Таблица 6
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1286 	 950 	1294 	
Прогноз уровня 	1214 	1267 	1182 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   72 	-317 	 112 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	    0 	 100 	
          
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль в июне рассчитывались по уравнению
 у(х) = 1818,758 - 14,194 х1 - 3,691 х2 + 23,396 х3 ,
где х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;  х2 -   сумма осадков с            1 октября по 31 марта; х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля. 
Таблица 7 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1145 	 984 	 924 	
Прогноз уровня 	1259 	1012 	1022 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	-114 	-28 	-98 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	 100 	 100 	
            
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Алдан у пос. Усть-Миль за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 953,765 + 1,528 х1 - 5,001 х2 + 2,272 х3 ,
где х1 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля; х2 - сумма положительных температур с       1 октября по 9 мая; х3  - сумма положительных температур с 1 октября по 10 мая.
Таблица 8 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1287 	 984 	1294 	
Прогноз уровня 	1190 	1155 	1254 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   97 	-171 	  40 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	    0 	 100 	
        
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7% 

Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю в мае рассчитывались по уравнению
у(х)=1181,8 +8,153 х1 ,
где х1 -  сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля. 
Таблица 9 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1286 	  950 	1294 	
Прогноз уровня 	1214 	1267 	1182 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   72 	-317 	 112 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	    0 	 100 	
      
  Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю в июне рассчитывались по уравнению
у(х) = 1818,758 - 14,194 х1 - 3,691 х2 + 23,396 х3 ,
где х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 9 мая;  х2 - сумма осадков с              1 октября по 31 марта;  х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля. 
Таблица 10 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1145 	  984 	 924 	
Прогноз уровня 	1259 	1012 	1022 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	 114 	   28 	  98 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	  100 	 100 	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Учур у с. Чюльбю за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 953,765 + 1,528 х1 - 5,001 х2 + 2,272 х3 ,
где х1 – сумма осадков с 1 октября по 30 апреля; х2 - сумма положительных температур с       1 октября по 9 мая; х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 10 мая. 
Таблица 11 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	1287 	 984 	1294 	
Прогноз уровня 	1190 	1155 	1254 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   97 	-171 	  40 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	    0 	 100 	
         
  Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7% 

Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан в мае рассчитывались по уравнению
у(х) = - 152,123 + 2,163 х1 + 0,114 х2 + 2,757 х3 + 0,054 х4 ,
где  х1 - максимальные снегозапасы; х2 – f в км2 на 29 апреля; х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 23 апреля; х4 -  f в км2 на 20 мая; f – площадь заснеженности водосбора.
Прогнозы не составлялись в связи с отсутствием спутниковой информации. 
Таблица 12
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	382 	271 	394 	
Прогноз уровня 	162 	226 	205 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	220 	 45 	189 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0 	100 	   0 	
          
 Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан в июне рассчитывались по уравнению
у(х) = 472,759 - 2,053 х1 - 0,042 х2 + 4,631 х3 + 1,382 х4 ,
где  х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая;  
 х2 – f в  км2 на 29 апреля;  х3 - сумма положительных температур с 1 октября по 23 апреля;  х4 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля; f – площадь заснеженности водосбора.
Прогнозы не составлялись в связи с отсутствием спутниковой информации. 
Таблица 13 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	444 	274 	 353 	
Прогноз уровня 	480 	237 	 490 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	-36 	 37 	-137 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	100 	   0 	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Нелькан за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 113,601 + 0,397 х1 + 0,047 х2 + 1,431 х3 + 0,518 х4 ,
где  х1 - максимальные снегозапасы; х2 - f  в км2 на 29 апреля; х3 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта; х4 - величина остаточных снегозапасов; f – площадь заснеженности водосбора.
Прогнозы не составлялись в связи с некорректностью данных по космическим снимкам. 
Таблица 14  
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	447 	271 	394 	
Прогноз уровня 	221 	283 	364 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	226 	 -12 	 30 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	   0 	100 	100 	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7% 

Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда в мае рассчитывались по уравнению
у(х) = 448,608 + 1,434 х1 + 1,036 х2 ,
где  х1 - величина остаточных снегозапасов;  х2 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта. 
Таблица 15 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	650 	458 	546 	
Прогноз уровня 	574 	467 	665 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	 79 	 -9 	   -119 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	100 	  0 	
         
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 66,7%
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда в июне рассчитывались по уравнению
у(х) = -520,398 + 0,074х1 - 2,538х2 - 0,015х3 + 1,158 х4 + 2,08 х5 + 5,277 х6 ,
где х1 - f в км2 на 20 мая; х2 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая; х3 - f    в км2 на 9 мая; х4 - высота снеговой линии на 9 мая; х5 - величина остаточных снегозапасов; 
 х6 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля; f – площадь заснеженности водосбора.
 Таблица 16 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	633	 416	 520	
Прогноз уровня 	601	 561	 757	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	 32	-145	-237	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	   0 	    0	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%
Прогнозы максимальных уровней воды р. Мая у с. Чабда за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 185,575 + 1,322 х1 + 0,585 х2 ,
где  х1 - величина остаточных снегозапасов; х2 - высота снеговой линии на 29 апреля. 
Таблица 17 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	651 	 458 	546 	
Прогноз уровня 	582 	 620 	631 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	 69 	-162 	-85 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	    0 	  0 	
         
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 33,3%

Прогнозы максимальных уровней воды  р. Тимптон у с. Тимптон
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон в мае рассчитывались по уравнению
     у(х) = -8336,096 + 25,441 х1 + 1,998Хх2 + 2,948 х3 + 0,986 х4 + 0,264 х5 ,
где х1 - сумма положительных температур с 1 октября по 29 апреля;  х2 - f в км2 на 29 апреля; 
 х3 - высота снеговой линии на 23 апреля; х4 - сумма осадков с 1 октября по 30 апреля;  
х5 – f в км2 на 23 апреля; f – площадь заснеженности водосбора.
Таблица 18
 Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в мае 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	868 	895 	938 	
Прогноз уровня 	870 	881 	904 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	   2 	-14 	-34 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	100 	100 	
          
 Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон в июне рассчитывались по уравнению
    у(х) = -566,514 + 4,438 х1 + 0,023 х2 + 2,499 х3 - 0,797 х4 + 1,362 х5 - 0,506 х6 - 1,204 х7 ,
где х1 - величина остаточных снегозапасов; х2 - F в км2 на 9 мая; х3 - высота снеговой линии на 9 мая; х4 - сумма положительных температур с 1 октября по 20 мая; х5 - максимальная величина снегозапасов; х6 - f в км2 на 23 апреля;  х7 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта; f и F – площадь заснеженности водосбора.

Таблица 19  
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) в июне 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	868 	895 	938 	
Прогноз уровня 	880 	922 	901 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	- 12 	- 27 	 37 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	100 	100 	100 	
          
 Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100% 
Прогнозы максимальных уровней воды р. Тимптон у с. Тимптон  за половодье рассчитывались по уравнению
у(х) = 204,121 + 0,45 х1 + 11,438 х2 + 2,994 х3 + 0,629 х4 ,
где х1 - сумма осадков с 1 октября по 31 марта; х2 - сумма положительных температур с          1 октября по 29 апреля;  х3 - величина остаточных снегозапасов; х4 - высота снеговой линии  на 20 мая. 
Таблица 20 
Оценка прогнозов максимальных уровней воды (м) за половодье 2004-2006 гг.
	2004 г.	2005 г.	2006 г.	
Фактический уровень 	868	895 	938 	
Прогноз уровня 	880	922 	901 	
Отклонение прогнозируемого уровня 
от фактического 	-12 	-27 	-37 	
Оправдываемость прогнозов (%) 	 100 	100 	100 	
           
Средняя оправдываемость прогнозов за период испытаний - 100% 

В табл. 21 представлена общая оправдываемость прогнозов за период испытаний  2004 – 2006 гг.

Таблица 21
 Общая оправдываемость прогнозов за период испытаний 2004- 2006 гг.
Река - пункт	Количество прогнозов	Общая 
оправдываемость, %	
	всего составлено	оправдавшихся	не оправдавшихся		
 р. Амга - с. Амга 	6	4	2	66,7	
р. Алдан -  с. Томмот 	9	4	5	44,4	
р. Алдан - с. Усть- Миль 	9 	7	2	77,8	
р. Учур – с.Чюльбю 	9	7	2	77,8	
р. Мая - с. Нелькан 	9	5	4	55,6	
р. Мая - с. Чабда 	9	4	5	44,4	
р. Тимптон - с. Тимптон 	9	9	0	100	
                Всего 	60	40	20	66,7	

Учитывая полученные результаты испытаний, Технический совет Якутского УГМС в своем решении от 21 декабря 2007 г. постановил:
•	использование метода прогноза максимальных уровней воды у с. Томмот и  с. Чабда в оперативной работе нецелесообразно,
•	использовать метод прогноза максимальных уровней воды на р. Тимптон  у с. Тимптон в оперативной практике в качестве основного, для остальных пунктов использовать метод в качестве консультативного.

Список литературы
1.	Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов. РД 52.27.284-91.– Л.: Гидрометеоиздат,1991.-150 с.