Прогнозы и прогнозирование в России

Методы прогнозирования. Технологии.

Добро пожаловать на Форум о прогнозах и прогнозировании. Если это ваш первый визит, рекомендуем ознакомиться с правилами форума и зарегистрироваться. Для размещения своих сообщений необходимо зарегистрироваться. Для просмотра сообщений выберите раздел.

Объявление

На форуме работает опция "Подписка", для ее активизации необходимо:
- при создании новой темы или ответе в существующей отметить пункт "Подписаться и следить за ответами в этой теме", письма с ответами в этой теме будут при к вам на e-mail, также напоминаем, что на форуме работает RSS-канал, подписаться на него вы можете по ссылке: RSS-лента форума

Новые сообщения на сайте
26 Сентября - Новые подходы к долгосрочному прогнозированию землетрясений
25 Сентября - 2-ой форум «Энергоэкологическое будущее цивилизации»
24 Сентября - Разработана математическую модель для тяжелобольных пациентов
22 Сентября - Федеральная служба страхового надзора заказала прогнозирование тарифов

#1 17.07.2006 02:22

Nikill
Завсегдатай
Адрес: Москва
Зарегистрирован: 14.07.2006
Сообщений: 67

Что такое прогноз погоды?

Что такое прогноз погоды?

Каждый день миллионы людей в мире смотрят телевизор, слушают радио, читают газеты, чтобы узнать о погоде.

Зависимость человека от погоды отражена в древних легендах, сказках, летописях. Первый научный трактат написан Аристотелем в 4 веке до нашей эры.

Что же изменилось с тех пор?

Парадоксально, но зависимость людей от погоды и важность ее предсказания увеличилась.

С одной стороны научно-технический прогресс способствует независимости нашего благополучия от погоды. Но с другой стороны сложная современная техника и коммуникации весьма чувствительны к неблагоприятной погоде, а выход их из строя, даже на короткий срок. отрицательно оказывается на работе многих предприятий. Возьмем. например, одного из наиболее широких потребителей метеорологической информации - авиацию. До ее появления не было необходимости в прогнозировании ветра и температуры воздуха на больших высотах, турбулентности, низкой облачности. Сейчас, когда авиация превратилась в важную отрасль экономики, ценность точной информации о ветре по маршруту полета и специализированных прогнозов погоды по аэродрому является одним из существенных экономических факторов воздушно-транспортных перевозок.

Погода по-прежнему оказывает значительное влияние на деятельность морского флота. Штормовые ветры, льды и айсберги, туман увеличивают вероятность повреждения судов, задержки их в пути, дополнительного расхода горючего. Сельское хозяйство особенно чувствительно к изменениям погоды. Формирование урожая и его сбор зависят в значительной степени от метеорологических факторов. Во многих странах колебания урожая под влиянием погоды достигают и даже превышают 30%. Потери урожая из-за засушливых условий, излишнего увлажнения, града, заморозков и других явлений могут быть существенно снижены при наличии прогнозов погоды и правильном их учете путем изменения режима орошения, выбора оптимального времени посева или уборки, своевременной обработки пестицидами и т.д.

Значительный экономический эффект дает учет прогнозов температуры воздуха для экономии топлива и электроэнергии.

Однако наибольший вклад прогнозы погоды вносят в обеспечение безопасности людей. Тропические циклоны, ураганные ветры, смерчи, град, сильные снегопады, внезапные наводнения наносят не только огромный экономический ущерб, по и уносят человеческие жизни. Ежегодно, в среднем в атмосфере возникает примерно 80 тропических циклонов, под воздействием которых погибает около 20 тысяч человек. а экономический ущерб начисляется в 7 миллиардов долларов. В будущем потребности в прогнозах погоды еще более расширятся, по мере развития различных видов транспорта, индустрии, энергетики. Уже сейчас нужны прогнозы условий загрязнения воздуха, включая перенос областей загрязнения на большие расстояния. Иначе говоря, роль погоды как природного ресурса возрастает, тот, кто сможет точнее предсказывать состояние атмосферы, тот будет эффективнее использовать этот ресурс для развития экономики и защиты населения и собственности от опасных явлений. Это особенно относится к странам, территория которых расположена в различных климатических зонах и подвержена резким изменениям погоды.

Поскольку человек постоянно проживает на дне воздушного океана (атмосферы) и постоянно ощущает ее изменения, то и попытки предсказания погоды предпринимались уже давно.

Однако научное изучение атмосферы началось лишь в шестнадцатом столетии, после изобретения измерительных приборов и открытия физических законов, определяющих поведение газов. В середине девятнадцатого столетия ученые поняли, что движения в атмосфере могут иметь упорядоченный характер и что существуют крупные синоптические системы, перемещение и эволюция которых определяют погоду в заданной точке. С начала XX столетия прогресс в изучении атмосферы и установлении закономерностей ее поведения был очень быстрым. Большое количество наблюдений позволило метеорологам следить за состоянием погоды, определять на картах области высокого и низкого давления, границы воздушных масс и, используя известные физические законы, составлять прогноз. Такой прогноз в значительной степени зависил от опыта прогнозиста и его способностей. В дальнейшем стали разрабатываться гидродинамические модели, основанные на решении системы уравнений гидродинамики. описывающих с определенной степенью точности поведение атмосферы.

Система уравнений, определяющая поведение атмосферы, очень сложна и нелинейна. Поскольку не существует общих методов решений такой системы аналитически, возникает необходимость использования численных методов, обычно с использованием метода конечных разностей.

Первый, практически приемлемый подход к решению проблем гидродинамического прогноза был реализован в России в 1940 году. Однако, из-за огромного объема вычислений развивать и оперативно применять гидродинамические модели стало возможным только после появления ЭВМ. В основу прогноза по гидродинамической модели берется начальное состояние атмосферы по данным метеорологических наблюдений. Далее рассчитываются изменения давления, которые произойдут через некий достаточно короткий промежуток времени, например, через 10 мин. Это дает новый набор данных, который используется для расчета условий через следующий 10-минутный интервал. Такая процедура повторяется до тех пор, пока не будет получено поле давления на срок прогноза.

Поскольку атмосфера находится в постоянном движении, .для определения будущей погоды в данной точке необходимо прежде всего знать характеристики воздушной массы, которая может переместиться в пункт прогноза за интересующий прогнозиста период времени. Иначе говоря, необходимо знать погоду не только в пункте прогноза, но и на значительном расстоянии от него. Если принять среднюю скорость ветра в 40 км/час, то легко подсчитать, что для прогноза на сутки это расстояние составит 1200 км. Практически же оно должно составлять несколько тысяч километров, поскольку скорость ветра на высотах может достигать 100 и более км/час. по мере увеличения заблаговременности прогноза зона сбора данных наблюдений увеличивается и для прогноза на 5-7 дней необходимо иметь данные наблюдений со всего земного шара.

Поэтому любая метеорологическая служба для составления прогноза ежедневно использует не только данные наблюдений о состоянии атмосферы над своей территорией, но и над другими странами. Для этого необходимо, чтобы наблюдения проводились одновременно в единые сроки и были сопоставимы между собой. Кроме того они должны быть правильно закодированы в стандартные форматы и быстро переданы в центры обработки данных для подготовки прогнозов. Иначе говоря, подготовка прогнозов представляет собой процесс непрерывно действующей сложной международной системы, называемой Всемирной службой погоды (ВСП), являющейся основной программой Всемирной метеорологической организации.

Всемирная. служба погоды (ВСП) является глобальной системой для сбора, анализа и распространения и информации о погоде и прочей информации об окружающей среде. Она представляет собой комплексную систему, состоящую из национальных средств и услуг, которые принадлежат отдельным странам, являющимся Членами ВМО, и эксплуатируются ими. Функционирование Всемирной Службы Погоды базируется на основополагающей концепции, согласно которой страны берут на себя, соответственно своим возможностям определенные обязательства по согласованной глобальной схеме с тем, чтобы- все страны могли получать выгоды от объединенных усилий. ВСП - уникальное достижение международного сотрудничества, ни в одной другой сфере человеческой деятельности, в частности в науке и технологии, не существует и никогда не существовала такая подлинно глубокая оперативная система, в которую ежедневно вносит вклад в общее благо фактически каждая страна мира. Прежде, чем внедрить в оперативную практику какую-либо численную модель,она проходит испытания на качество и надежность.

Использование современных моделей требует очень мощной вычислительной техники и полной автоматизации процесса получения данных, их контроля, объективного анализа и расчета. Поэтому, подготовка прогнозов сейчас немыслима без функционирования вычислительных центров, оборудованных современными ЭВМ.

Таким образом, гидродинамические модели атмосферы являются основой современной системы подготовки прогнозов. Именно благодаря развитию глобальных гидродинамических моделей стало возможным с достаточной степенью точности прогнозировать ряд параметров атмосферы (давление, ветер и температуру) для различных высот на срок до 5-6 суток, что еще 10-15 лет назад казалось несбыточным достижением. Предвычисленные выходные параметры моделей используются для прогнозирования метеорологических величин и явлений погоды (облачности, осадков, тумана, шквалов). Прогностические зависимости при этом определяются на основании статистических связей между наблюдавшейся погодой и выходными параметрами конкретной модели.

В распоряжении прогнозиста имеется также целый набор объективных расчетов методов прогноза элементов и явлений погоды, позволяющих провести расчеты либо самому, либо на ЭВМ. Эти методы, наряду с общими закономерностями развития атмосферных процессов, учитывают региональные и даже локальные особенности. На основе расчетных методов осуществляется в настоящее время прогнозирование большей части явлений погоды с заблаговременностью 24-36 часов. В последнее время создаются также комплексные системы слежения за текущей погодой с использованием спутниковой и радиолокационной информации, а также данных обычных метеорологических наблюдений. Использование таких систем позволяет постоянно уточнять предварительные расчеты и предупреждать о возникновении опасных локальных явлений.

Долгросрочные прогнозы погоды выпускаются лишь в некоторых странах. Для этого используются, как правило, статистические методы или сочетание статистических и численных методов. Имеются также обнадеживающие результаты в использовании сопряженных гидродинамических моделей океан-атмосфера.

В системе Росгидромета выпускаются все виды прогнозов. Основной цикл выпуска краткосрочных гидродинамических прогнозов составляет 12 часов. Выпуск гидродинамических среднесрочных прогнозов осуществляется 1 раз в сутки. Сверхкраткосрочные прогнозы выпускаются по мере их необходимости для предупреждения организаций о явлениях погоды, представляющих опасность для населения или той или иной хозяйственной деятельности. Долгосрочные прогнозы, как правило, выпускаются один раз в месяц или в сезон.

В ближайшие два года основное внимание планируется сосредоточить на создании, совершенствованию и дальнейшей интеграции прогрессивных технологий прогноза погоды различной заблаговременности.

Отредактировал Nikill (17.07.2006 02:24)


Замечания и вопросы по словарю рассматриваются - здесь

Offline

 

Отдел колонтитула

Работает на PunBB
© 2006 Prognoz.org
RSS-лента форума

Отдел колонтитула