deutschenglishрусский

 

Лаборатория сверхдолгосрочного метеорологического прогнозирования на основе методики «РАМЕС» (РАсчет МЕтеорологических Ситуаций)

В 2003 г. впервые был разработан и апробирован новый метод группирования и анализа метеорологической информации – построение циклограмм метеорологических процессов. На основании разработанного алгоритма лаборатория проводит моделирование и прогнозирование метеорологических ситуаций.

О методе

Метод является, по сути, алгоритмом выявления  нескольких дней-аналогов прогнозируемых суток в предшествующие месяцы данного года, т.е., составлением однородной выборки закономерно изменяющейся величины и тенденции изменения этой величины во времени. Критерием формирования выборки суток-аналогов является положение (в координатах времени) осей экстремальных значений признака  (ОЭЗ) – одного из принципиально новых понятий, положенных в основу метода.

Применение метода в течение пяти лет показало, что группы суток-аналогов образуют устойчивые ассоциации, прослеживаемые в течение всего метеорологического года, и позволяют с достаточной точностью определять величину метеорологических параметров для суток, отстоящих от последнего по времени дня-аналога на 15 – 60 дней. Долгосрочность прогноза на этой стадии составляет в большинстве случаев около 30 дней.

С математической точки зрения достоверность определения величины параметров для суток, наступающих через месяц, не отличается от достоверности прогноза на день завтрашний. В обоих случаях с определенной вероятностью прогнозируется последующее значение закономерно изменяющейся величины параметра. Различны только выборки (группы дней), в течение которых наблюдается данное закономерное изменение величины параметра.

Методология прогноза

Комплекс расчетов и построений, выполняемых на основе циклограмм метеорологического признака, объединен в методику «РАМЕС» - расчет метеорологических ситуаций. В рамках методики для прогнозируемых суток рассчитываются:

  1. ● Минимальная температура воздуха. (Интервал: 4ºСº).

  2. ● Максимальная температура воздуха. (Интервал: 4ºСº).

  3. ● Среднесуточная температура воздуха. (Интервал: 4ºСº).

  4. ● Наличие и скорость ветра, без указания его направления. (Интервал: 5 м/сек).

  5. ● Вероятность выпадения осадков и гидрометеоров, их вид и ориентировочное количество. (Интервал: 5 мм).

  6. ● Величина атмосферного давления. (Интервал: 2 мм рт.ст.) 

В процессе исследований выявлено, что положение осей экстремальных значений признака (ОЭЗ) и других структурных элементов циклограммы является характерной особенностью данного метеорологического года. На основании этого и ряда других признаков составлен календарь метеорологических годов-аналогов. По строкам, столбцам и диагоналям таблицы календаря наблюдается как сходство величины измеренного параметра, так и его закономерное последовательное изменение.

Выявленная закономерность является основой для расчета величины изучаемого параметра на несколько лет вперед. При этом сравнение двух календарных периодов осуществляется в рамках одной (статистически однородной) выборки, т.е. аналогично по достоверности прогнозу на завтрашний день.

Изложенные результаты получены по данным ограниченного числа пунктов наблюдения Челябинской области. Фрагментарные наблюдения, осуществленные на полуострове Ямал и в Северном Казахстане (удаленных между собой на расстояние более 2000 км.) позволяют предполагать, что выявленные закономерности применимы на обширных территориях.

Выполненные исследования следует рассматривать лишь как первый шаг в новом направлении изучения метеорологических процессов в приземном слое атмосферы. Предстоит большая работа по изучению всех возможностей метода. Другим важным и необходимым аспектом работ является расширение географии исследований.

Размещенные ниже таблицы позволяют ознакомиться с возможностями метода, оценить достигнутую на данном этапе исследований точность и достоверность прогнозов, осуществляемых с помощью методики «РАМЕС». Таблицы содержат информацию по двум пунктам наблюдения:

  • Метеостанция «Шершни», г. Челябинск.
  • Пункт наблюдения «Высота  300м»,  полигон собственных наблюдений автора.

Каждая из таблиц содержит информацию по одному из прогнозируемых параметров и включает в себя:

    • ● дату составления прогноза,

    • ● дату прогнозируемого периода,

    • ● ожидаемую величину параметра,

    • ● фактически наблюдаемую величину параметра (по наступлении указанной даты).

В отдельных случаях в промежутке времени между датой первоначального прогноза и наступлением прогнозируемого периода возможна корректировка (уточнение) первоначального прогноза по дате, либо величине параметра. Это обусловлено, в большинстве случаев, отсутствием данных по предшествующему году-аналогу.