Современные методы прогнозирования погоды.

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Современные методы прогнозирования погоды и передачи прогнозов на суда

Справочное пособие для выполнения лабораторных работ студентами Судоводительского факультета по курсу «Гидрометеорологическое обеспечение судовождения»

1. Современные методы прогнозирования погоды

2. Современные средства гидрометеорологического обеспечения судоходства

3. Порядок расположения информации в прогнозе

4. Пояснение некоторых терминов, часто встречающихся в англоязычных прогнозах погоды

4.1. Термины, относящиеся к скорости и направлению ветра.

4.3. Термины, относящиеся к скорости перемещения циклонов, антициклонов и воздушных масс

4.4. Термины, относящиеся к дальности видимости

4.5. Термины, относящиеся к скорости роста и падения атмосферного давления (так называемой барической тенденции)

Современные методы прогнозирования погоды.

В настоящее время существуют два метода научного предсказания погоды: синоптический и численный (гидродинамический).

Синоптический метод базируется на построении и анализе синоптических карт, на которых выделяются отдельные объекты (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты и т.д.), каждому из которых свойственны определённые типы погодных условий. Прогноз при этом носит вероятностный характер, т.к. используются закономерности математической статистики. Для построения карт производится сбор метеоданных из различных источников (рис.1). Результаты наблюдений, передаваемых метеостанциями, кодируются международным метеокодом КН–01 (см. [6]).Синоптические карты подразделяются на карты фактической погоды и прогностические. Первые дают информацию о погоде, которая существовала в действительности на момент их выпуска, вторые – об ожидаемой погоде. Карты обоих классов делятся на приземные и высотные (карты барической топографии). Приземные подразделяются на 3 подкласса: основные, дополнительные и вспомогательные. Основные составляются по данным наблюдений метеостанций на 00, 06, 12 и 18 ч по гринвичскому времени в масштабе 1: 150 000 000 и охватывают территорию 4000 – 5000 км в меридиональном и широтном направлении. Дополнительные (кольцевые) составляются в промежуточные сроки 03, 09, 15, 21 ч по гринвичскому времени чаще всего в масштабе 1: 50 000 000, охватывают территорию 1000 х 1000 км и служат для уточнения информации и прогнозов погоды. Вспомогательные карты – разномасштабные. Существует большое количество их разновидностей: карты снежного покрова, особо опасных явлений погоды, ледовой разведки, волнения и т.д. Нанесение метеоданных на бланк карты производится с помощью цифр и условных знаков. После нанесения всех данных на синоптическую карту на ней проводят линии равных значений метеоэлементов. Высотные карты строятся для определённых стандартных изобарических поверхностей: 850, 700, 500, 300, 200, 100, 50, 30, 20 и 10 гПа. Вместо величины атмосферного давления на них указываются высоты стандартных изобарических поверхностей или превышения одной стандартной изобарической поверхности над другой. В настоящее время получение данных о температуре воздуха, атмосферном давлении, влажности воздуха, перемещении воздушных масс и т.д., поставлено на международную основу. Первая международная конференция метеорологов состоялась в Брюсселе в 1853 году. Сейчас операции с метеоданными производятся в глобальном масштабе под руководством всемирной метеорологической организации (WMO) – технического агентства ООН, образованного в 1951г. и расположенного в Женеве.

Рис. 1 Схема источников метеоданных, использующихся при прогнозировании погоды.

Одной из её задач является обеспечение быстрого обмена данными между национальными метеослужбами и поддержка исследований в области метеорологии. Для осуществления этих целей создано несколько комиссий, в число которых входит и комиссия по морской метеорологии. Каждая достаточно развитая страна имеет свой национальный метеоцентр, с которым связаны наземные, авиационные и космические станции наблюдения, собирающие и передающие необходимую информацию. В последнее время существенно вырос объём использования мобильных и стационарных радиобуёв, которые осуществляют сбор приповерхностных данных и передают их в автоматическом режиме. Метеоданные передаются через береговые радиостанции и систему INMARSAT, в которой выделен для этого специальный канал. Метеоспутники определяют местоположение и проводят опрос наземных метеорологических буёв. Спутники имеют также и собственное оборудование для сбора информации. Установленные на них радиометры проводят спектральный анализ солнечной радиации и преобразуют её в видимое изображение. Радиометры улавливают также инфракрасное излучение, испускаемое атмосферой и земной поверхностью, зависящее от наличия облачности. Инфракрасное изображение представляется оттенками серого цвета, интенсивность которого зависит от температуры излучающих масс. В 1975 году появилось новое поколение геостационарных метеоспутников, передающих информацию каждые 30 минут и охватывающих район между 55-м градусом северной и 55-м градусом южной широты. Они используются в основном для отслеживания прохождения тропических циклонов. Так как качество полученной с них информации ухудшается к периферии, то одновременно используются спутники, движущиеся по околополярным орбитам на высоте 850 км над поверхностью Земли, что обеспечивает лучшее покрытие приполярных районов и средних широт. Данные с них обновляются каждые 6 часов. Анализ видимого и инфракрасного изображения обеспечивает полную информацию о типе и распределении облачности. Она используется для определения скорости и направления тропосферного ветра. Если информация с первых метеоспутников была доступна только государственным службам погоды, то теперь существует возможность трансляции метеоданных в реальном времени на специальные наземные станции. Формат сообщения таков, что может быть принят сравнительно недорогой наземной аппаратурой и бесплатно ретранслируется всем должным образом оборудованным пользователям. Спутники обеспечивают также получение данных, анализ которых позволяет составить вертикальный температурный профиль, распределение водяных паров в верхних слоях атмосферы, определить температуру у земной поверхности, местоположение ледяных полей и айсбергов. Микроволновые радиометры дают возможность измерять ветровые условия у поверхности моря и устанавливать тип льда. Геостационарные спутники используются также для передачи изображений WEFAX (Weather Faximile), которые получаются и обрабатываются наземными станциями. Эта система позволяет передавать в реальном времени различные параметры (изображение Земли в видимом и инфракрасном диапазоне, карты распределения водяных паров в атмосфере и ледяных полей и т.д.). За сутки может быть получено свыше ста различных изображений. Эффективность работы наземных станций зависит не только от собственных наблюдений, но и от данных, полученных из других источников. В 1968 году для ускорения обмена данными создана всемирная служба наблюдения за погодой (World Weather Watch). Важный компонент её – глобальная телекоммуникационная система, связывающая три главных центра – в Вашингтоне, Москве и Мельбурне, через которые передаётся текущая информация, полученная из наблюдений. Каждый из главных и вспомогательных центров собирает результаты таких наблюдений со своей наземной сети и судов в прилегающих морях и передаёт их другим центрам.

На основе компьютерной обработки полученных данных строятся синоптические карты, на которых проводятся изобары и определяются системы распределения атмосферного давления в приповерхностном слое. С помощью спутниковых изображений проводятся границы холодных и тёплых фронтов. На каждом этапе анализа делается сравнение с предыдущей синоптической картой, с целью выявления возможных грубых несоответствий параметров.

Гидродинамический метод базируется на построении математических моделей атмосферы, а также моделей взаимодействия океана и атмосферы. При этом решаются уравнения гидро- и термодинамики и используются основные физические законы: закон сохранения количества движения, законы сохранения массы и энергии, газового состояния (Клапейрона-Менделеева и др.) Прогнозирование погоды производится при помощи компьютеров. Модели представляют собой серии уравнений, описывающих данное состояние атмосферы и его ожидаемые изменения в течение определённого периода. Первая такая модель была разработана британским метеорологом Ричардсоном ещё в 1922 году. После появления компьютеров в 1950 году модели получили широкое применение. Характеристики атмосферы представлены на нескольких уровнях, каждый из которых делится на ячейки сетки, покрывающей определённый географический район. В первых моделях было всего три уровня, а между точками пересечения линий сетки насчитывалось расстояние в 300 км. При использовании современных компьютеров появилась возможность значительно увеличить количество уровней и уменьшить расстояние между узлами сетки, что позволило существенно повысить точность прогнозов. Действенность модели зависит от точности вводимых начальных данных. После их ввода компьютер просчитывает несколько характеристик для каждой точки сетки с некоторым шагом (например – 10 минут) для всего периода прогноза, а затем – сравнивает предвычисленные и реальные погодные условия, и последние включаются в процесс прогнозирования. На основе полученных результатов компьютер выдаёт карту прогноза. Современные модели способны обеспечить достаточно точное предсказание погоды на срок до 5 суток. Существуют и модели, предназначенные для прогнозирования волновых полей в зависимости от скорости и направления ветра.