ВОЕННАЯ КАФЕДРА РГГМУ
 
О кафедре

Состав

История

ПОСТУПЛЕНИЕ НА ВОЕННУЮ КАФЕДРУ

Научные проекты

Контакты

Метод компьютерного номографирования для получения нелинейных синхронных связей характеристик погоды и синоптического положения.

Цель данной работы состоит в том, чтобы создать достаточно простую и наглядную технологию подключения в АРМ синоптика методов локального прогноза погоды на основе интерпретации распространяемых по компьютерным сетям результатов гидродинамических прогнозов барических полей и максимального учета данных по пункту прогноза. Первые с достаточной точностью характеризуют синоптическое положение в регионе с заблаговременностью до 120 ч, а вторые позволяют описать местные условия. В результате изучения этого вопроса сделан вывод, что удобно строить зависимости прогнозируемых элементов от двух аргументов в табличной, аналитической и графической форме с помощью ППП Surfer.

Синоптический метод подсказывает, какими должны быть аргументы. Известно, что условия погоды в каждом пункте определяются следующими характеристиками синоптического положения:

• направлением ведущего потока, которое влияет на свойства элементов циркуляции (циклонов, антициклонов, седловин);
• типом конкретного элемента циркуляции, определяющего погоду над районом;
• скоростью эволюции этих элементов циркуляции;
• типом адвекции температуры и влажности.

Перечисленные синоптические факторы можно учесть, либо образуя из них комплексы с помощью факторного анализа, либо выбирая два параметра, которые наиболее привычны, доступны и имеют наибольшую смысловую нагрузку. Первоначально, опираясь на синоптический опыт, принято, что такими параметрами являются отклонение приземного давления от нормы, а также двенадцатичасовая тенденция изменения давления у земли в момент, наиболее близкий к прогнозу (для прогноза минимальной температуры это срок 00 ч).

С помощью такой технологии разработан метод прогноза минимальной температуры в Санкт-Петербурге в зимний период. Особое значение имеет выбор прогнозируемой функции. Ясно, что это не должно быть само значение температуры, так как вследствие тепловой инерции это значение зависит не только от характера текущей синоптической ситуации, но и от трендов сезона. В качестве прогнозируемой функции температуры использована разность ТО-Т850. Зависимость ТО-Т850 от выбранных аргументов не может быть линейной и форма ее априорно не известна. Однако то, что аргументов два, позволяет путем применения компьютерного номографирования построить искомую зависимость в графической форме, не вводя дополнительных гипотез.

После создания необходимой базы данных построение номограммы производится в два этапа. На первом база данных интерпретируется как функция двух переменных, заданных на нерегулярной сетке. Средствами Surfer производится интерполяция на регулярную сетку (выбор метода интерполяции и контроль качества производятся путем обратной интерполяции). Полученная таблица будет после синоптической апробации основой расчетного алгоритма. Вторым этапом является синоптическая апробация. Она производится путем номографирования полученной двухмерной таблицы и визуального экспертного анализа и оценки.

На рисунке представлена номограмма зависимости ТО-Т850 от выбранных аргументов. Такие номограммы можно построить для различных сезонов и районов.. Области номограммы легко интерпретируются синоптиком в терминах зависимости характера устойчивости стратификации от ожидаемого синоптического положения и его эволюции. Использование номограмм дает наиболее высокие оценки успешности (до 86%), но эти оценки могли бы быть еще выше, если бы в распоряжении синоптика был прогноз наилучшего периода-аналога. В этом случае можно было бы использовать номограмму, построенную по году-аналогу. В целом рассмотренная методология расценивается авторами как удобная, простая и достаточно точная. Она может быть использована не только как метод прогноза, но и как визуальная характеристика конкретного года, так как, несмотря на сохранение характера связи, вид номограмм каждого года специфичен.




© 2005—2017 Российский государственный гидрометеорологический университет.
Сайт создан в СЦНИТ «ИнфоГидромет»