(ГСОДП) ЗА 2011 г

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ВМО ПО РАЗВИТИЮ ГЛОБАЛЬНОЙ
СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ (ГСОДП)
ЗА 2011 г.
Департамент по гидрометеорологии
Республики Беларусь
Республиканский гидрометеорологический центр
Минск
1. Обзор основных результатов
1.1 В оперативном режиме два раза в сутки на персональном
компьютере рассчитывается численный прогноз приземного давления и
осадков по российско-белорусской региональной модели (автор В.Лосев,
ГМЦ РФ) по исходным данным за 00, 12 UTC, с шагом по горизонтали 75км,
20 сигма-уровней и заблаговременностью 48 часов. Также проводится счет с
шагом 50км. Визуализируется выходная продукция в виде карт, таблиц,
графиков. Проводится верификация прогноза барического поля на основных
изобарических поверхностях. В анимации карты приземного давления и
осадков представлены на сайте Республиканского гидрометеорологического
центра pogoda.by.
1.2 Прогностическая продукция глобальной атмосферной модели UM
предоставляется Метеобюро Великобритании через Интернет по FTPпротоколу на наш сервер в коде GRIB. В нашем центре эти данные с
помощью программного средства расшифровываются, интерполируются на
пункты Беларуси. Визуализируются данные в виде карт, таблиц, графиков.
Прогностические
данные
используются
для
расчета
критерия
неустойчивости, грозы по методу Решетова, метеообеспечения аэродрома
«Минск».
1.3
Прогностическая продукция предоставляется ГМЦ РФ через
Интернет по FTP-протоколу. Обрабатываются данные модели ансамблевого
прогноза (Багров A.), модели мезомасштабного прогноза (Прессман Д.),
статистической модели MOS (Васильев П.).
2. Используемое оборудование:
Расчёт численных моделей: мезомасштабной модели «ММ5» и
региональной гидродинамической модели «Лосев» (неадиабатическая
региональная схема прогноза основных метеорологических величин и
осадков, с различным шагом), ведётся на вычислительном комплексе,
образованном одним сервером (с двумя 4-х ядерными процессорами
Intel
Е5540
(Nehalem)
и
12
GB
оперативной
памяти)
производительностью 0,1 Тфлопс.
Расширен парк компьютерной техники: установлены 2 сервера
ЦКС на базе процессоров Intel Xeon Х3430 (HP Proliant ML110G6).
Ведётся обработка сообщений в коде BUFR.
Работа комплекса CliWare ведётся на трёх серверах:
CPU
DISK
STORAGE
MEMORY
Intel Xeon 5140
2 Gb
136 Gb
Intel Xeon 3060
2 Gb
136 Gb
Intel Xeon E5506
4Gb
278 Gb
3. Используемые данные и продукция, поступающие из ГСТ и других
систем связи:
Кодовая форма
SYNOP+SHIP
TEMP
PILOT
SATEM
BATHY
BUOY
AMDAR
AIREP
Среднее количество
бюллетеней в сутки
14 150
2 360
570
45
4 900
5 450
3 600
8 870
Количество бюллетеней в сутки:
 Данные в коде GRID – 1 110 сообщений (1,5 МБайт);
 Данные в коде GRIB – 19 875 сообщений (102 МБайт);
 Данные в коде BUFR – 10 120 сообщений (13 МБайт).
Продукция, получаемая НМЦ Минск:
Анализы и прогнозы метеополей расширенной номенклатуры в коде GRIB по
Северному полушарию: полулагранжевая модель Гидрометцентра России
в сетке 2,5х 2,5 и глобальная спектральная модель в сетке 1,25х 1,25.
Заблаговременность прогнозов: от 00 до 48 час с шагом 6 час и от 60 до 84
час с шагом 12 час в сроке 00 ВСВ и до 120час в сроке 12 ВСВ.
Прогностические карты: цифровое факсимиле (20 МБайт в сутки).
Анализы и прогнозы метеорологической службы Соединенного королевства
(Великобритания - Экзетер) в коде GRIB по Северному полушарию в сетке
2,5х 2,5 по срокам 00 и 12 ВСВ, распространяемые по глобальной сети, по
метеополям расширенной номенклатуры.
Заблаговременность: от 00 до 48 час с шагом 6 час и от 60 до 120 час с
шагом 12 час.
Прогностические карты: цифровое факсимиле (2,2 МБайт в сутки).
Анализы и прогнозы по основным метеополям в коде GRIB Европейского
центра среднесрочных прогнозов погоды (Рединг)
по Северному
полушарию в сетке 1х 1 по срокам 00 и 12 ВСВ, распространяемые по
глобальной сети.
Заблаговременность: от 00 до 240 час с шагом 24час.
Прогностические карты РУТ Оффенбах: цифровое факсимиле (24 МБайт в
сутки).
4. Система прогнозирования
4.1 Общая структура прогностической системы
Существует два способа получения прогностических данных
гидродинамических моделей: во-первых, обрабатываются готовые
прогностические поля в коде GRIB и других форматах, скаченные из
Интернета по FTP протоколу или поступающие по каналам связи; во-вторых,
в результате счета по модели в нашем центре за исходные сроки 00, 12 UTC.
Проводится верификация прогноза по региональной модели барического
поля на основных изобарических поверхностях и температуры, осадков для
областных центров Республики Беларусь. Результаты счета по региональной
модели готовы в 5.00 и 17.20 UTC. Все обработанные прогностические
данные представлены к 6.00 и 18.30 UTC в автоматизированном рабочем
месте (АРМ) синоптика.
4.2 Система среднесрочного прогнозирования (4 – 10 суток)
В оперативном режиме используются прогностические данные в коде
GRIB модели UM Метеобюро Великобритании для сетки 108x162 узлов,
разрешение 0.833° x 0.556°, заблаговременностью 144 часа с 6-ти часовым
интервалом за исходные сроки 00, 12 UTC. Обрабатываются следующие
приземные данные: температура, осадки, давление, составляющие скорости
ветра, относительная и удельная влажность, порывы ветра. С помощью
программного средства GMT проводится визуализация приземного давления
и осадков. Интерполированные значения для пунктов записываются в базу
данных. Для областных центров Республики Беларусь обрабатываются
прогностические данные температуры и осадков из передающего центра
ГМЦ РФ с заблаговременностью 120 часов.
4.3 Система краткосрочного прогноза (0-72часа)
В оперативном режиме проводится счет прогноза по региональной
модели (Лосев В., РФ, Москва). Расчет проводится для прямоугольной сетки
на карте стереографической проекции с шагом по горизонтали 75 км для 1-ой
версии и 50км для 2-ой. Сетка охватывает территорию Атлантики, Европы и
части Азии (8400x6900км).
Модель использует систему координат с 20-ю сигма-уровнями и 113x93
узлов, заблаговременность 48 часов. При подготовке начальных данных
используется функция рельефа. Используется объективный анализ в коде
GRIB из передающего центра ГМЦ РФ. Проводится инициализация
начальных данных по геопотенциалу и ветру. Конечно-разностная модель
реализована на сетке Аракава С. Перевод из изобарической системы в  систему координат и обратно осуществляется с помощью сплайн-функций. В
модели выполнена параметризация длинноволновой радиации, из
неадиабатических факторов учитывается приземное трение, фазовые
переходы влаги. В модели рассчитываются обложные осадки с учетом
водности. Они извлекаются непосредственно из конденсата. В модели
предусмотрено дождевое испарение при попадании осадков сверху в
ненасыщенный слой. На границах сетки через каждые 12 часов прогноза
прогностические значения уточняются из глобальной спектральной модели
среднесрочного прогноза по северному полушарию (T85L31, ГМЦ РФ).
Проводится верификация прогноза барического поля на основных
изобарических поверхностях. Выходная продукция: приземное давление,
осадки, поля геопотенциала, составляющие скорости ветра на 13
стандартных изобарических поверхностях 1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300,
250, 200, 150, 100, 70, 50 гПа. С помощью программного средства SURFER
проводится визуализация приземного давления и осадков с дискретностью
1час.
Обрабатываются
прогностические
данные
мезомасштабной
негидростатической модели (ГМЦ РФ, Прессман Д.) с разрешением 10 км
для области 800х800 км (15 уровней в атмосфере и 5 уровней в почве + один
уровень для снега зимой), заблаговременность 48 часов. Используются поля
приземной температуры, ветра и накопленных осадков. Для пунктов данные
записываются в базу данных.
В оперативном режиме используются прогностические данные в коде
GRIB модели UM Метеобюро Великобритании для сетки 108x162 узлов,
разрешение 0.833° x 0.556°, с 6-ти часовым интервалом за исходные сроки
00, 12 UTC. Обрабатываются следующие приземные данные: температура,
осадки, давление, составляющие скорости ветра, относительная и удельная
влажность, порывы ветра и данные на изобарических поверхностях 925, 850,
700, 500, 300, 250, 200, 150, 100 гПа. С помощью программного средства
GMT проводится визуализация полей давления, осадков, геопотенциала,
влажности. Прогностические данные используются для расчета критерия
неустойчивости TTI, грозы по методу Решетова, для метеообеспечения
аэродрома «Минск», а именно, расчет ветра на кругу 600м, расчет
обледенения и турбулентности, представление температуры и ветра по
эшелонам.
5. Верификация прогностической продукции
В таблице представлены значения среднеквадратической ошибки
(RMSE) прогноза полей барического поля по региональной модели для
области:
63° N., 5° W. 66° N., 40° E.
44° N., 9° E. 45° N., 33° E.
Заблаговременность,ч
Ps.l.
H850
H700
H500
H300
H200
36
3,94
2,73
2,49
2,66
3,51
3,24
48
4,94
3,53
3,31
3,61
4,67
4,44
6. Планы на будущее
Внедрение в оперативную работу региональной негидростатической
гидродинамической модели прогноза ММ5 для территории Беларуси.
Создание
конфигурации
модели
WRF-ARW
для
подготовки
детализированных численных прогнозов погоды. Разработка программных
средств по прогнозу опасных метеорологических явлений, разработка Webприложения визуализации прогностической информации для областных
центров Беларуси.
8. Ссылки
1. Лосев В.М. Региональная гидродинамическая модель Гидрометцентра
России // «80 лет Гидрометцентру России» // Сборник научных трудов.
/ М.:ТРИАДА ЛТД, 2010, с.36–58.
2. Пекелис Е.М., Прессман Д.Я., Кисельникова В.З. Численные
гидродинамические
модели
мезомасштабного
прогноза
Гидрометцентра России //70 лет Гидрометцентру России.-1999.-с.80-89.
3. Васильев П.П., Васильева Е.Л. Система статистической интерпретации
выходной продукции гидродинамических моделей для среднесрочного
прогноза погоды //70 лет Гидрометцентру России.-1999.-с.118-133.
4. www.metoffice.gov.uk
www.mmm.ucar.edu/mm5/On-line-tutorial