План презентации :

1. О развитии гидрометеорологических прогнозов для территории стран СНГ P.M.Вильфанд, Д.Б.КиктёвГидрометцентр России2-4 октября 2012 г., г. Казань

2. План презентации: • Развитие технологий региональных краткосрочных метеорологических прогнозов в Гидрометцентре России; • Развитие технологии глобального среднесрочного прогноза; • Развитие технологий глобального и регионального долгосрочного прогнозирования

3. Развитие технологий региональных краткосрочных метеорологических прогнозов на основе системы COSMO в Гидрометцентре России

4. Мезомасштабная модель COSMO COSMO-RU2x =2.2 км 420*470 * 50 узлов сетки Шаг сетки: 2.2 км Шаг по времени: 15 сек Срок прогноза: 24 часа COSMO-RU7  x = 7 км 700*620* 40 узлов сетки Шаг сетки: 7 км Шаг по времени: 40 сек Срок прогноза: 78 часов GME: начальные и граничные данные COSMO-RUsibx =14 км 360*250 * 40 узлов сетки Шаг сетки: 7км Шаг по времени: 80сек Срок прогноза: 78часов GME x = 30 км 368 642 * 60 узлов сеткиШаг сетки: 30/20 км Шаг по времени:110 сек Срок прогноза: 7 сут

5. Образцы прогностической продукции модели COSMO Прогноз для г.Минск

6. 2013: Планируемое расширение расчетной области модели COSMO-RU Модель будет реализована на сетке с шагом 6.6 км с усвоением данных. Подробности - в презентации Г.С.Ривина на секции №1

7. 2. Развитие технологии глобального среднесрочного прогноза

8. Глобальные оперативные модели атмосферы для среднесрочного прогноза погоды • Типичное разрешение: 20-30 км по горизонтали, 60-80 уровней по вертикали • Передовые центры имеют горизонтальное разрешение ~15 км • Что имеется в Росгидромете?

9. Глобальная полулагранжева модель атмосферы ПЛАВ • Конечно-разностный полулагранжев блок решения уравнений динамики атмосферы собственной разработки + набор параметризаций процессов подсеточного масштаба ALADIN/ALARO. • Пространственное разрешение оперативной версии модели для среднесрочного прогноза: 0.9˚х0.72˚, 28 уровней по вертикали. • Новая версия с разрешением 0.18˚х0.225˚, 51 уровнями, включающая перенос гидрометеоров и параметризацию микрофизических процессов. Близятся к завершению работы по настройке этой версии модели. • Следующая версия (вероятно, 2014) – горизонтальное разрешение 10 км. Имеется достаточный задел для обеспечения масштабируемости на 1500-2000 ядер • Дальнейшее развитие: негидростатическая версия модели (или новая модель)

10. Среднеквадратическая ошибка прогноза давления на уровне моря на 3 суток. Период: 1998-2012

11. Сравнение оперативной (0.9˚х0.72˚, 28 уровней) и новой (0,225˚х0,18˚, 51 уровень) версий модели ПЛАВ Начальные данные:NCEP 1˚x1˚.Регион: Европа. Период сравнения: июнь 2011 + февраль 2012

12. Среднеквадратическая ошибка давления на уровне моря как функция заблаговременности прогноза (1 - 10 сут) Период: июнь-август 2012. Регион: Cеверное полушарие. Вывод: Скорость роста ошибок примерно такая же, как у зарубежных моделей, однако на 1-е сутки прогноза ошибка заметно больше => важно улучшать начальные данные для модели

13. Система усвоения данных

14. Эффект от усвоения спутниковых радиационных наблюдений. Cравнение RMSE 24-ч. Для прогнозов на 24 часа с (синяя линия) и без (красная линия) усвоения данных AMSU-A. (Основной положительный эффект – в стратосфере.)

15. Система среднесрочного ансамблевого прогнозирования на основе спектральной модели Карты распределения вероятностей наличия осадков за 6 ч Интегральная оценка качества ансамблевого прогноза (ROC) для наличия осадков за 6 ч осадков, превышающих порог 2.5 мм/6 ч 13 прогностических реализаций Т85 (разрешение ~ 150 км) + 1 реализация ПЛАВ с разрешением ~ 70 км + 1 реализация T169 с разрешением ~ 70 км 13 прогностических реализаций Т85

16. 3. Развитие технологий глобального и регионального долгосрочного прогнозирования

17. Один из главных результатов 3-й Всемирной климатической конференции (Женева, 31.08-04.09 2009 г.) - учреждение Глобальной рамочной Основы для климатического обслуживания. Рамочная основа должна обеспечить доступ к ориентированным на пользователя климатическим прогнозам и информации для выработки решений и лучшего учета климатических факторов риска.Построение глобальной системы климатического обслуживания уже началось. В структуре Глобальной системы обработки данных и прогнозирования ВМО появились новые оперативно-климатические институты.Обозначились тенденции к построению бесшовных технологий, где в определенном смысле стирается граница между прогнозами погоды, прогнозами климатических изменчивости и изменений.

18. Международная инфраструктура ВМО для выпуска долгосрочных прогнозов • Центры–производители глобальных прогнозов (ЦПГП) • Региональные климатические центры (РКЦ) - осуществляют региональную интерпретацию долгосрочной прогностической продукции различных производителей • Национальные метеорологические центры адаптируют прогностическую продукцию РКЦ для своих нужд

19. 12 центров-производителей оперативных сезонных прогнозов в системе ВМО:Beijing,ECMWF,Exeter, Melbourne,Montreal,Moscow,Seoul,Tokyo,Toulouse,Washington Пример: прогноз сезонных аномалий T2м на Октябрь-Декабрь 2012 г. Пример карты согласованности прогнозов различных центров. Положительные/отрицательные числа показывают количество моделей, прогнозировавших положительные /отрицательные сезонные аномалии температуры в различных регионах

20. Особенности оперативной версии атмосферной модели ПЛ-АВ для сезонных прогнозов • Разрешение 1.4ºx1.125º, 28 уровней по вертикали • Размерность прогностического ансамбля – 20 прогностических реализаций • Стохастическая параметризация крупномасштабных осадков(Kostrykin, Ezau, Russian Meteorology and Hydrology, 2001). • Гибридное замыкание для глубокой конвекции(Tolstykh, WGNE Res. Act. 2003)

21. Совместная модель атмосферы и океана для сезонного прогноза Модели атмосферы и океана соединены без коррекции потоков. Ансамбль из 10 прогностических реализаций. Возмущаются только начальные данные в атмосфере. Реализована на SGIAltix 4700. Расчет на 4 месяца – 4 часа на 8 процессорах. Шаг по времени в модели атмосферы – 36 мин, в модели океана – 72 мин. Сравнивались результаты, осредненные за месяцы 2-4, для совместной модели и модели атмосферы с простой моделью волюции ТПО. Результаты показывают положительный эффект совместной модели в тропиках, слабый положительный эффект на поле давления на уровня моря во внетропической части северного полушария (будет показано ниже).

22. INMOM - океанская компонента совместной модели атмосферы и океана • Адекватное воспроизведение характеристик Северного Ледовитого океана: • а) использование систем координат с особыми точками (полюсами) за пределами расчетной области • б) воспроизведение характеристик морского льда Модель океана может: • воспроизводить гидродинамику океана и характеристики морского льда как при заданном атмосферном воздействии, так и совместно с моделью атмосферы; • применяться для Мирового океана и его отдельных акваторий с использованием различных криволинейных ортогональных систем координат; • работать на параллельных вычислительных системах.

23. Вертикальное распределение среднегодовой зональной скорости течения в экваториальной части Тихого океана По результатам расчетовпо INMOM (1°x0.5°x40) По данным системы усвоения SODA [Carton et al 2000] Реалистично воспроизведено экваториальное противотечение

24. Средняя климатическая сплоченность морского льда в северном полушарии по данным моделирования и наблюдений Результаты моделирования March September Данные AMIP [Hurrel et al 2008]

25. Ошибкиретроспективных сезонных прогнозов Гидрометцентра России по атмосферной модели ПЛАВ (Атм) и по совместной модели (CM) за период 1989-2010 гг., осредненные по всем сезонам (Представлены ошибки для «полных» полей и аномалий)

26. Североевразийский климатический центр (СЕАКЦ) http://seakc.meteoinfo.ru Спасибо за внимание Первоначальное решение о создании СЕАКЦ было принято на 18-й Сессии МСГ Содружества независимых государств (4-5 апреля 2007 г., Душанбе). Цель создания Центра - климатическое обслуживания стран СНГ.  19-я сессия МСГ (16-17 октября 2007 г., Обнинск) утвердила Положение о центре. На 20-й сессии МСГ (8-9 октября 2008 г., Кишинев) был утверждены органы управления Центром. Практическая деятельность Центра началась в 2009 г.

27. Образцы оперативной продукции СЕАКЦ Композитные карты прогностических вероятностей сезонных аномалий температуры по моделям Гидрометцентра России и ГГО Прогностический сезонный обзор аномалий температуры и осадков по данным моделей Гидрометцентра России и ГГО

28. Перспективная прогностическая продукция СЕАКЦ – совместные еженедельные прогнозы на скользящий месяц с понедельной детализацией по моделям Гидрометцентра России и ГГО • В настоящее время технология совместных прогнозов на скользящий месяц проходит оперативные испытания. • Оценки прогнозов температуры воздуха на скользящий месяц по 70 станциям СНГ по оперативной и новой моделям ГГО(еженедельные прогнозы за 2011г.)

29. Образцы продукции СЕАКЦ (2): Данные декадного мониторинга засух

30. Образцы оперативной продукции СЕАКЦ (3) Пример таблицы согласованности прогнозов сезонных аномалий температуры и осадков по данным различных прогностических центров

31. Спасибо за внимание !