Прогноз синоптической ситуации

Прогнозом погоды называется ожидаемое состояние погоды, сформулированное словесно или представленное графически.

При разработке прогноза погоды учитываются:

Изменения погоды в связи с изменениями свойств

Методы прогноза

Синоптический
метод

Физико-статистический
метод

Гидродинамический
(численный метод)

Синоптический метод
Сущность метода в том, что
на основании анализа карт

Прогноз барического поля

Задачи прогноза барического поля

1. Прогноз движения и эволюции
существующих на исходной

Синоптические правила прогноза барического поля
Прогноз перемещения барических образований

Прогноз перемещения циклона по спутниковым фотографиям облачности
1 – линия, соединяющая

Правило барической тенденции

Центр молодого
циклона перемещается
параллельно линии,
соединяющей области
максимального роста

Правило ведущего потока

Приземные барические
образования смещаются
в направлении вектора
ветра в свободной
атмосфере со

Правило циклонической серии

Каждый следующий
циклон серии
перемещается по
траектории, лежащей
южнее траектории
предыдущего

Правила прогноза возникновения новых барических образований

Типичный случай возникновения полярного циклона

Приземная карта за 12.00 (СГВ) 17.09.2005 года

Полярный

Типичный случай возникновения полярного циклона

Приземная карта за 15.00 (СГВ) 17.09.2005 года

Полярный

Типичный случай возникновения полярного циклона

Карта ОТ500/1000 за 12.00 (СГВ) 17.09.2005 года

Ложбина

Энергетика циклонов Адвекция температуры в приземном слое

Расчетное поле адвекции температуры за 12.00

a – Спиралевидность атмосферных движений в очаге формирования ПМЦ 7 часов, 7

а – динамическая неустойчивость (модель WRF) 1 сентября 2008 года. ПМЦ

Области формирования штормовых циклонов в осенний период.
В течение рассмотренного периода полярные

Синоптическое правило эволюции циклона
Повторяемость (%) случаев заполнения и углубления циклонов в

История создания гидродинамического метода прогноза барического поля

Вильгельм Бьеркнес
(1862-1951)
Глава норвежской школы
метеорологов, которая
выдвинула идею фронтальной
структуры

Льюис Фрай Ричардсон
(1881-1953)
Первый энтузиаст, осмелившийся рассчитать
будущее поле давления по полным гидродинамическим

Машинно-счетная станция

Условие Куранта-Фридрихса-Леви –залог успешного гидродинамического прогноза по полным уравнениям Для устойчивости счета

И. А. Кибель
(1904-1970)
Основоположник первого практически реализуемого гидродинамического метода

Геострофический вихрь

Баротропное уравнение служит основой для прогноза
геопотенциала поверхности 500 гПа.

Появление первых вычислительных машин - погоду начинают «считать»!

ЭВМ М-20, 1962 г.

ЭВМ «второго поколения». БЭСМ-6, Весна – один миллион операций в секунду. 1968

РАЗВИТИЕ ОПЕРАТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ПО ПОЛНЫМ УРАВНЕНИЯМ

Применение в атмосферных моделях полных уравнений

Уравнения движения

Уравнения движения в изобарической системе координат без учета в

Уравнение статики

Уравнение неразрывности

Уравнение притока тепла в адиабатическом варианте

Принципиальная схема гидродинамического прогноза

Подготовка начальных данных и граничных условий
 

Процессор суперкомпьютера Росгидромета

Установка кондиционирования суперкомпьютера

Рост мощности компьютеров и успешности прогнозов

Успешность (S1) инерционных и гидродинамических прогнозов на 24 часа в 1970 –

Средние квадратические ошибки прогноза поля приземного давления на 3 и 5

Ансамблевое моделирование и прогноз

http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/ens/t850std_f000_eu.html-отклонение 1 сигма, 2 сигма
http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/ens/ensmean_f144_eu.html ансамблевое среднее

Синоптические особенности успешности прогнозов барического поля

Коэффициенты корреляции между прогностическими и фактическими и значениями АТ
( прогноз

Успешность прогноза АТ1000 на 24 ч с учетом типа исходного синоптического

Тип исходного синоптического положения, при котором отмечаются наибольшие относительные ошибки прогноза

Прогноз атмосферных фронтов

Прогноз перемещения
атмосферных фронтов

Основное правило прогноза будущего положения фронтов

Истина: фронты лежат на осях

Перемещение фронта
на небольшие расстояния
C = k Vнорм
С – скорость перемещения

Трансляционное и адвективное перемещение фронта

Практикуется при перемещении фронта в
течение суток

Схема трансляционного и адвективного перемещения фронта

Прогноз эволюции
атмосферных фронтов

Процессы, приводящие к эволюции фронта
Обострение или сглаживание барической ложбины
↓
Конвергенция ветра у