Подготовка краткосрочного прогноза погоды ( КПП )Методика составления штормовых предупреждений ОЯ – аномально холодной (аномально жаркой) погоды на территории деятельности ФГБУ «Центрально-Черноземное УГМС».

Методическая работа / Подготовка краткосрочного прогноза погоды ( КПП )

2. РД 52.27.723–2009 «Базовые требования к технологии подготовки краткосрочных прогнозов погоды»

 Материалы подготовлены начальником ОМП  Курского центра по гидрометеорологии   ФГБУ «Центрально-Черноземное УГМС»     Черногубовой Ю.Я.

            Подготовка краткосрочного прогноза  погоды ( КПП ).  Роль специалиста-прогнозиста в современной технологии подготовки краткосрочного прогноза погоды ( КПП ) включает:    - обобщение разнородной по содержанию, форме представления и точности объективной фактической и прогностической информации;      - оценку влияния локальных особенностей района прогноза на эволюцию погодообразующих процессов;   - интерпретацию численных прогнозов в терминах явлений и параметров приземной погоды;         - оценку возможности возникновения и интенсивности опасных природных явлений и резких изменений погоды.

Основные этапы   процесса подготовки  КПП   специалистом-прогнозистом :                                                                1.  Анализ   фактической метеорологической и синоптической ситуации.        Рекомендуемый порядок анализа текущих атмосферных процессов: от крупных масштабов – к детализации. Крупномасштабная информация задает общий «контекст», на фоне которого развиваются процессы среднего масштаба (мезомасштаба), в основном определяющие погодные условия в конкретной местности. Разработке научного прогноза погоды предшествует глубокий, физически обоснованный комплексный анализ синоптической обстановки. Анализ атмосферных процессов невозможен без всестороннего учета основных погодообразующих условий и детального исследования различных метеорологических характеристик, наблюдающихся над значительным пространством. Понятие комплекса погоды включает в себя сочетание значений метеорологических элементов, определяющее состояние погоды в данный срок наблюдений или распространенное на другой, более длительный период. Взаимная связь и взаимная обусловленность атмосферных процессов создают большое многообразие состояний погоды и их изменений, которые наблюдаются в атмосфере.

                1.1.  Содержание комплексного анализа синоптической обстановки.                 Синоптические карты, как приземные, так и высотные, являются комплексными картами. На эти карты для каждой станции нанесен комплекс значений метеорологических элементов, относящийся к данному сроку наблюдений. Поэтому анализ синоптических карт погоды совместно с анализом другой метеорологической информации является, по существу, комплексным анализом. Синоптик, прежде чем приступить к разработке прогноза погоды, анализирует весь комплекс аэросиноптических материалов о фактическом состоянии погоды. К материалам о фактической погоде относятся:   — приземные синоптические карты погоды;  — карты барической топографии;    — карты максимальных ветров (струйных течений);  — вертикальные разрезы атмосферы;  — карты радиолокационной информации;  — фотомонтажи, фотосхемы и карты нефанализа по данным МИСЗ;   — фактическая погода и штормовая информация, поступающая с сети;         Анализ условий погоды основывается на твердом знании основных физических законов, действующих в атмосфере. Но следует помнить, что не все станции одинаково отображают течение атмосферных процессов.                Анализируя состояние метеорологических характеристик, необходимо учитывать, что ряд метеорологических станций расположен в специфических районах и результаты наблюдений будут сильно подвержены местным влияниям. Наиболее показательны данные морских наблюдений, так как поверхность моря сравнительно однообразна и надобность в учете особенностей рельефа отпадает. Данные станций, расположенных на равнинной местности, показательнее (репрезентативнее) данных горных станций, где влияние рельефа местности исключительно велико. Поэтому необходимо постоянно и тщательно изучать влияние рельефа и других местных особенностей на ход атмосферных процессов, о котором мы судим по показаниям приборов и по визуальным наблюдениям. Знание местных особенностей и их учет в процессе анализа позволит синоптику правильно разработать местный прогноз погоды, содержание которого может отличаться от прогноза погоды для другого пункта, расположенного при одинаковых исходных синоптических условиях, но в других условиях местности. Синоптик должен обладать хорошими навыками и высокоразвитым чувством по сопоставлению (сравнению) большого количества информации, имеющейся в его распоряжении. Сопоставление различных характеристик погоды, нанесенных на карты погоды, является основным приемом синоптического анализа. При этом сопоставляются: — одновременные значения одного и того же метеорологического элемента на различных станциях; — одновременные значения различных метеорологических элементов на одной и той же станции и на различных станциях; — изменения значений одного или различных метеорологических элементов в последовательные моменты времени как на одной, так и на различных станциях.

Комплексный подход с соблюдением исторической последовательности и пространственной трехмерности анализа исследуемых процессов погоды - наиболее важный принцип синоптического анализа. Процессы и явления погоды, наблюдаемые над различными географическими районами в значительной толще атмосферы и отображенные на картах погоды, позволяют синоптику провести глубокий физически обоснованный анализ, выявить взаимосвязь и взаимообусловленность процессов, установить тенденции их развития и, как следствие этого, предусмотреть дальнейший, наиболее вероятный ход процессов погоды. Таким образом, в процессе анализа выявляются те основные условия и закономерности, которые обусловили развитие синоптических процессов до настоящего времени и на основании которых можно сделать предположения о дальнейшем развитии условий погоды в интересующем районе.  Анализ любых синоптических карт начинается с их технической обработки, называемой первичным анализом. Это позволяет выявить различные особенности синоптического положения и различия в характере погоды над теми или иными районами. Предварительно просматривается весь предыдущий синоптический и аэрологический материал за прошедшие сутки и изучается ход атмосферных процессов, на основе которого сложилась текущая синоптическая обстановка. Это позволяет уяснить, чем обусловливалась погода за прошедшее время, и при обработке материала за исходный срок получить основу для учета исторической последовательности в развитии атмосферных процессов.

      Вначале обрабатывают приземные карты. На приземных картах погоды по проведенным изобарам выявляют основные черты барического поля на уровне моря. При этом определяют: место положения барических систем; давление в их центральных районах; распределение барических градиентов, позволяющее оценить скорость воздушных течений в приземном слое. По изаллобарическим очагам (полю барических тенденций) можно судить об эволюции барических систем в ближайшее время: об углублении или заполнении циклонов (ложбин), об усилении или разрушении антициклонов (гребней). Выделение зон с осадками, туманами, подъем явлений погоды и анализ остальных метеорологических характеристик позволяют оценить общий характер погоды. Карты абсолютной барической топографии после их обработки характеризуют барическое поле, поле температуры, поля влажности и ветра на основных изобарических поверхностях, располагающихся на различных высотах. Их анализ позволяет выявить пространственную протяженность барических образований, изменение барического поля с высотой, характер атмосферной циркуляции на различных высотах. По картам AT определяют скорость и направление ветра, температуру и влажность воздуха на соответствующих этим картам уровнях. Влажность воздуха или ее дефицит используют для оценки вероятности наличия и образования облачности. Изогипсы карт АТ700, АТ500   характеризуют ведущий поток нижней половины тропосферы и используются при анализе и прогнозе перемещения  низких барических систем и атмосферных фронтов.Карта ОТ500/1000  дает представление о распределении тепла и холода в нижней половине тропосферы, о положении высотной фронтальной зоны и ее интенсивности.Сопоставляя карту ОТ500/1000 с приземной картой, можно уточнить стадию развития барических образований, их термическую структуру и дать качественную оценку процессам фронтогенеза и фронтолиза. При анализе состояния атмосферы используются аэрологическая диаграмма и вертикальные разрезы атмосферы (пространственные, временные и пространственно - временные), которые составляются по данным радиозондовых наблюдений. Аэрологические диаграммы дают наглядное и достаточно полное представление о распределении основных метеорологических характеристик по высотам и позволяют быстро сделать необходимые графические расчеты термогигрометрических и энергетических характеристик атмосферы.Дополненные данными радиолокационной разведки погоды, аэрологические диаграммы широко используются в комплексном анализе карт погоды, а также при разработке прогнозов  конвективных явлений и характеристик погоды, таких как развитие мощно-кучевой и кучево-дождевой облачности, положительных отклонений температуры от стандартных значений, положение тропопаузы, определение слоя максимальных скоростей ветра, вертикальных сдвигов ветра, грозовой деятельности, и т. д.

1. 2. Основные атмосферные процессы, обуславливающие погоду.                 Атмосферные процессы, наблюдаемые на больших географических пространствах и изучаемые с помощью синоптических карт, называются синоптическими процессами. Эти процессы являются результатом возникновения, развития и взаимодействия воздушных масс, разделов между ними - атмосферных фронтов и связанных с указанными метеорологическими объектами циклонов и антициклонов.                 Во время  комплексного анализа синоптик обращает внимание на основные атмосферные процессы, обуславливающие погоду : - на состояние воздушных масс; - на расположение барических образований; - на положение атмосферных фронтов.

1.3.  Связь тропосферных струйных течений с эволюцией барических образований.   Карта максимальных скоростей ветра с проведенными на ней осями струйных течений позволяет установить интенсивность циркуляционных процессов в тропосфере, уточняет вертикальную протяженность и пространственное положение атмосферных фронтов и позволяет судить об интенсивности процессов цикло- и антициклогенеза. Ось фронтального струйного течения, спроецированная с карты максимального ветра на карты барической топографии АТ500, ОТ500/1000, обычно совпадает с центральной частью зоны сгущенных изогипс, а относительно положения линии фронта у земли она располагается на удалении 200-300 км за холодным участком фронта и на удалении 400-600 км перед теплым участком фронта. Если проекция оси струйного течения пересекается с изогипсами ОТ500/1000 и с теплыми и холодными участками атмосферного фронта у земли, то атмосферные фронты бывают выражены только в нижнем слое тропосферы, а само струйное течение называют «бесфронтальным», так как оно не имеет структурной связи с приземным атмосферным фронтом. В тех случаях, когда проекция оси струйного течения располагается параллельно вторичному фронту, это является свидетельством того, что вторичный фронт становится или может стать основным участком фронта. Если спроецировать оси струйных течений (СТ) на приземные карты погоды, то в процессе комплексного анализа можно установить, в какой взаимной связи находятся струйные течения и барические образования. О движении барических систем в зоне струйного течения можно высказать следующее предположение. Барические системы в начале своего развития перемещаются вдоль струйного течения, которое характеризует интенсивность и направление ВФЗ. Скорость перемещения циклонов в отдельных случаях может достигать 100 км/ч и даже несколько превышать эту величину. В 89% случаев перемещающихся под осями струйных течений циклонов наблюдается увеличение или сохранение их прежней интенсивности. Случаи, когда антициклоны располагаются непосредственно в зоне струйного течения, встречаются почти в 10 раз реже по сравнению с повторяемостью циклонов. При этом все антициклоны являются низкими холодными барическими образованиями, смещающимися вдоль оси струйного течения. Ось струйного течения является как бы демаркационной линией, разграничивающей в средней тропосфере области низкого давления и низких температур от области высокого давления и высоких температур. Если антициклон становится хорошо развитым по высоте, то ось струйного течения смещается на его северную периферию, огибая теплый высотный гребень. Анализ показывает, что под интенсивным струйным течением, связанным с высотной фронтальной зоной средних и нижних слоев тропосферы, на атмосферных фронтах часто возникают быстро смещающиеся волновые возмущения, которые впоследствии становятся самостоятельными циклонами. Это случается чаще тогда, когда вдоль оси струйного течения над районами фронтальных волн имеют место интенсивные области максимального ветра. По-видимому, даже в тех случаях, когда фронтальные волны не развились в самостоятельные циклоны, они все же вносят свой определенный вклад в формирование высотной фронтальной зоны. Заток холода в тыловой части и вынос тепла в передней части волн в какой-то степени должны отразиться на процессе фронтогенеза. С учетом того, что таких волн, смещающихся вдоль фронтальной поверхности, может быть несколько, их суммарный эффект для процессов фронтогенеза должен быть существенным.

1. 4. 2.  Вертикальные движения воздуха в различных частях циклонов и антициклонов. Для синоптического анализа представляет значительный интерес совместное рассмотрение распределения барических образований, высотных фронтальных зон, струйных течений и упорядоченных вертикальных движений воздуха. Подобный анализ должен способствовать установлению прогностических связей между рассматриваемыми синоптическими объектами и их метеорологическими характеристиками и выявлению некоторых закономерностей в развитии циркуляционных процессов. Характер вертикальных движений в зоне фронта у земли, в области высотной фронтальной зоны и струйного течения весьма сложен и изменчив в пространстве и во времени. Косвенно об этом свидетельствуют расслоенность и очаговый характер облачности, распределение осадков, структура ветра и изменение вертикального градиента температуры с высотой. При выяснении характера распределения вертикальных движений воздуха в различных частях циклонов и антициклонов барические образования можно условно поделить на географические секторы: северный, западный, южный и восточный. При этом следует учитывать и интенсивность барических систем. Анализ синоптических карт показал, что восходящие движения чаще всего наблюдаются в северном и восточном секторах циклона, а нисходящие - преимущественно в северном и восточном секторах антициклона. Центры областей восходящих (нисходящих) движений воздуха в основном располагаются в радиусе 200км от центров циклонов (антициклонов). Наряду с восходящими движениями в циклонах и нисходящими в антициклонах в некоторых случаях имеет место обратное явление, когда восходящие движения наблюдаются в антициклонах, а нисходящие - в циклонах. Последующий анализ показывает, что циклоны, в районе которых по расчету получаются нисходящие движения, являются глубокими и находятся в стадии заполнения. При этом надо также учитывать, в каком секторе наблюдаются нисходящие движения. Нисходящие движения в тыловой части циклона, особенно в нижней части тропосферы, - довольно частое явление. Быстрое перемещение холодного воздуха вызывает вытеснение и бурный подъем теплого воздуха перед линией фронта.  За холодным фронтом холодный воздух как бы оседает и растекается, а нисходящие движения разрушают облачный покров за линией холодного фронта 2-го рода. Значительный интерес при анализе представляют случаи восходящих движений, если они по расчету оказываются в области антициклонов. Такой антициклон, как правило, быстро разрушается или не получает развития. Во всех случаях при объяснении причин изменения эволюции барических систем и интенсивности ВФЗ и СТ нужно подходить с позиции исторической последовательности развития синоптических процессов. Не следует забывать при этом, что верхнетропосферные процессы самым тесным образом связаны с процессами в нижних слоях. Установлено, что интенсивность циклонов и антициклонов зависит от того, как они перемещаются относительно расположения областей вертикальных токов. Например, циклон, смещающийся в сторону восходящих движений, обычно углубляется, и напротив, если циклон смещается в сторону расположения области нисходящих движений, то он впоследствии заполняется. Аналогичная эволюция происходит и с антициклонами, усилению которых способствует движение в сторону нисходящих токов, а ослаблению - движение в том направлении, где по расчетам наблюдаются восходящие движения. Обобщающая схема взаимного расположения областей вертикальных движений, барических систем (у земли) и проекций осей струйного течения такова, что циклоны и области восходящих движений располагаются в основном слева по течению от оси струйного течения. Однако это заключение относится к хорошо развитым барическим образованиям, а не к начальным стадиям, когда циклонические вихри наблюдаются справа, а антициклонические – слева от оси струйного течения. Следовательно, демаркационной линией между циклонами и антициклонами ось струйного течения является только по отношению к высотным барическим системам. Наибольший интерес представляет характер вертикальных движений на различных высотах в области циклона, где наблюдаются наиболее сложные условия погоды и ее резкие изменения. Характер вертикальных движений в области циклона во многом зависит от стадии его развития. При описании характеристики погоды в различных частях движущегося циклона удобнее указывать не его секторы, а его части по движению, особенно если в циклоне наблюдается аномальное распределение температур и циклон движется, например, с юга на север. В подобных случаях удобнее говорить о погоде «в передней части циклона» или о погоде «в тыловой части циклона» (при географической ориентации это будут соответственно северный и южный секторы). В стадиях молодого и максимально развитого циклона интенсивность восходящих движений в передней и центральной частях циклона усиливается. Заключительная стадия - заполнение циклона - характеризуется в основном нисходящими движениями воздуха почти на всех высотах, за исключением восходящих движений над тыловой и центральной частями циклона в нижней стратосфере.

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:   - в циклонах восходящие движения воздуха на поверхности 500гПа наиболее часто встречаются в северном и восточном секторах. В южном и западном секторах циклона восходящие движения наблюдаются значительно реже;  - в антициклонах нисходящие движения наиболее часто встречаются в северном и восточном секторах и реже в западном и южном секторах. Такое распределение расчетных диагностических вертикальных движений воздуха находится в соответствии с фактическим распределением зон облачности и осадков или зон с малооблачной погодой.

1. 5.  Цикличность в развитии барических образований, высотных фронтальных зон и струйных течений.

При установлении связи между струйными течениями, атмосферными фронтами и барическими образованиями возникают значительные трудности, которые заключаются в следующем:

—угол наклона фронтальной поверхности одного и того же атмосферного фронта на различных его участках может быть разным, и колеблется в весьма значительных пределах; поэтому и положение проекции оси фронтального струйного течения не располагается на одинаковых расстояниях от фронта;

— не всякая высотная фронтальная зона имеет связь с атмосферным фронтом, прослеживающимся в приземном слое; следовательно, существуют и бесфронтальные струйные течения (относительно фронтов у земли);

—перемещение струйного течения на высотах и атмосферных фронтов у земли имеет существенные различия; так, на перемещение фронтов орография местности влияет очень сильно, тогда как высотная фронтальная зона и струйное течение при сравнительно невысоких горных препятствиях этого не испытывают;

—положение фронта в приземном слое уточняется по очень многим признакам, а положение оси струйного течения определяется только по скорости ветра и по характеру потока; фронт часто продолжают обозначать, учитывая только историческую последовательность, когда он уже почти не выражен по ряду признаков, а при анализе струйного течения, если ветер стал менее 100 км/ч, часто считают, что струйное течение «разрушилось», и его не выделяют на картах максимального ветра;

—участки осей струйного течения, имеющих связь с различными атмосферными фронтами, иногда настолько сближаются, что их объединяют (комплекс струйных течений), хотя в приземных слоях фронты могут находиться на значительном удалении друг от друга.

Все указанное выше требует при исследовании струйных течений соблюдения принципов исторической последовательности развития процессов во всем тропосферном слое. В развитии барических систем в нижних и верхних слоях тропосферы наблюдается заметная асинхронность (рассогласованность во времени, и, как следствие, по месту, то есть несовпадение местоположения на карте высотных и приземных барических образований). Это несоответствие объясняется тем, что процесс распространения (развития) барических образований снизу вверх, как правило, заметно растянут по времени. Но не исключены и такие случаи, когда цикло- или антициклогенез протекает одновременно во всей толще тропосферы. Причиной асинхронности является также то, что барические системы бывают весьма плоскими: диаметр таких систем составляет сотни километров, а их вертикальная протяженность при этом может быть всего 2—3 км. Так, например, у поверхности земли над Европой может наблюдаться 9 циклонов и 3 антициклона, а на высоте 3 км в это время аналогичных барических систем с замкнутыми изогипсами может быть соответственно 5 и 1. Немало и таких случаев, когда количество барических систем на высотах по сравнению с количеством барических систем у земли может быть больше.                  Изменение расположения барических систем и их эволюция не могут не сказаться на положении и эволюции оси струйного течения, так как поля температуры, давления и ветра изменяются во взаимной связи. Большое внимание в комплексном анализе следует уделять областям максимального ветра (ОМВ). Зона максимума ветра характеризуется тем, что в центре ОМВ скорость движения воздуха больше, чем в его передней и тыловой частях, и горизонтальный приток воздуха не компенсирует его оттока из центра ОМВ. Следовательно, это должно приводить к вовлечению воздуха к центральной части ОМВ со всех сторон, развитию нисходящих движений воздуха над ОМВ и восходящих движений под слоем ОМВ. Область максимума ветра имеет вертикальную мощность в несколько тысяч метров, а ее горизонтальные размеры составляют сотни километров. Над значительным пространством, где имеет место максимум скорости ветра, наблюдаются уменьшение массы воздуха (дефицит массы) и восходящие движения, сопровождаемые одновременным падением давления, разрежением изобар у земли под зоной ОМВ и появлением неустойчивых волн на атмосферном фронте. Дальнейшее развитие волнового циклона на фронте сопровождается наличием не только восходящих, но и нисходящих движений, система которых в итоге приводит к перемешиванию значительных слоев воздуха и к выравниванию количества движения воздуха по вертикали, что может способствовать ослаблению ОМВ. Нисходящие движения холодного тропосферного воздуха, наблюдаемые в тыловой части циклонов в нижних слоях, приводят к появлению областей роста давления. Кроме того, что более холодный воздух имеет большую плотность, он имеет и большую скорость движения, так как нисходящие движения способствуют переносу сверху вниз частиц воздуха, имеющих большие значения количества движения. Наряду с этим наблюдается и переход потенциальной энергии положения в кинетическую энергию. По мере развития циклона в высоту, увеличения его горизонтальных размеров усиливаются также вынос теплого воздуха по его восточной периферии и заток холода в его тыловой части, углубляется ложбинная и усиливается гребневая части высотной фронтальной зоны. Аналогичное влияние на преобразование барического поля на высотах оказывают и антициклоны. Развившиеся до больших высот барические системы образуют высотное деформационное поле, в котором наблюдается формирование высотных фронтальных зон и развитие новых барических систем. Образование циклонов обычно наблюдается под циклонически изогнутой частью высотной фронтальной зоны или под зоной смены знака кривизны изогипс и значительно реже под ее гребневой частью.

 Начавшееся развитие циклона может идти следующими путями: а) волновой циклон может быстро войти в систему старого циклона и объединиться с ним. В этом случае будут наблюдаться углубление прежней циклонической области, усиление смежного антициклона (высотного гребня), обострение высотной фронтальной зоны и увеличение скорости ветра в области струйного течения; б) новый волновой циклон начинает развиваться в самостоятельное барическое образование, а прежний (высотный) циклон постепенно заполняется.

Период, когда новое циклоническое образование, хорошо выраженное у земной поверхности, еще не прослеживается на высотах, характеризуется уменьшением величины градиента геопотенциала и уменьшением максимальной скорости ветра на высотах в тех районах, где до этого она наблюдалась. По мере того как молодой циклон, все более углубляясь, обнаруживается на больших высотах, в поле максимальных скоростей ветра начинают появляться заметные изменения: возникают новые участки оси струйного течения, наблюдается его ветвление, появляются новые ОМВ на оси струйного течения и т.д.     При развитии следующего циклона весь цикл может вновь повториться по той же схеме, но уже при новом, несколько отличном от прежнего, высотном деформационном поле.   Если же процесс вихреобразования не затрагивает нижних слоев и наблюдается только на высотах, то цикличность в развитии высотных фронтальных зон и струйных течений будет иной. Поэтому соблюдение принципов исторической последовательности в комплексном анализе развития атмосферных процессов весьма важно и необходимо, так как это позволит установить природу струйных течений, предсказать их эволюцию и положение, а также выявить их роль в развитии барических образований. Опыт исследования процесса цикло- и антициклогенеза в связи со струйными течениями показывает, что начало развития барических систем во многом определяется положением областей максимумов ветра в зоне струйных течений. В свою очередь эволюция и перемещение ОМВ в значительной мере зависят от эволюции и перемещения развивающихся барических систем. При этом следует заметить, что эта связь проявляется не всегда четко и требует дифференцированного подхода.

1. 6. Использование   данных искусственных спутников Земли (ИСЗ) в целях комплексного анализа. Несмотря на постоянно растущую сеть метеорологических станций и станций радиозондирования, все же значительная часть земной поверхности остается слабоосвещенной в метеорологическом отношении. В этом случае незаменимую роль в анализе погоды играют данные ИСЗ. Метеорологическая информация с ИСЗ поступает в двух спектральных интервалах: в видимом (телевизионная информация- ТВ) и в инфракрасном (ИК). Эта информация дает наглядную картину состояния облачного покрова и распределения некоторых других метеорологических элементов. Различия в яркости облачных полей на ТВ - снимках связаны с плотностью облаков и с их различной отражательной способностью, а на ИК - снимках - с различной температурой излучаемых облачных полей. По ИК-снимкам можно судить об относительной высоте верхней границы облаков. Внешний вид внутримассовых облачных полей зависит от времени года и суток, подстилающей поверхности и стратификации воздушных масс. В зимнее время облачность и снежный покров на ТВ-снимках часто сливаются. Это особенно часто наблюдается при адвекции теплого влажного воздуха в устойчивой ВМ. При неустойчивом характере стратификации образуются облачные гряды и ячейки со скоплениями Cu, Cucong и Сb облаков. Хорошо просматриваются фронтальные зоны, которые на ИК- и ТВ-снимках изображаются в виде широких облачных зон значительной протяженности. На активно выраженных фронтах видны волновые возмущения. Часто облачные полосы имеют прерывистый очаговый характер, что наиболее характерно для главных и вторичных холодных участков фронтов и фронтов окклюзии. В летнее время над континентами в теплых секторах циклонов перед холодным участком фронта(50-100км) и параллельно ему располагается предфронтальная линия шквалов, состоящая из цепочки Cb. Часто наблюдаются и зафронтальные линии шквалов и вторичные участки холодных фронтов с шириной облачных полос от 50 до 200 км. Система облачных спиралей, сходящихся к единому центру, обычно наблюдается в районе внетропических и тропических циклонов, в районе высотных циклонов (когда циклона у земли нет) и в области мезовихрей, располагающихся в тыловых частях основных циклонов. На снимках ИСЗ, так же как и по данным синоптических карт, можно различить следующие стадии: а - стадию волны; б - стадию молодого циклона; в- стадию максимального развития циклона или начала его окклюдирования; г, д - стадии окклюдированного, заполняющегося циклона (рис. 1).   Рис. 1. Схемы облачного покрова на снимках ИСЗ, характерные для различных стадий циклона: А - стадия волны;Б - стадия молодого циклона;В - стадия максимального развития циклона;Г,Д - стадии окклюдированного циклона. Важное значение для службы штормового предупреждения представляют данные ИСЗ о зарождении, развитии и перемещении тропических циклонов. Продолжительность стадии максимального развития тропического циклона (тайфуна, урагана) может быть 5-7 дней при скоростях ветра в его области более 30 м/с. По характеру облачного покрова можно определить направление ветра на высотах и пр. Обычно для потребителей составляют карты нефанализа (схематизированные карты облачности). Такие карты, создаваемые в центрах обработки данных ИСЗ специалистами гидрометеорологической службы, передают по различным каналам связи. На таких картах условными обозначениями указаны границы облачных полей, количество и форма облаков, структурные особенности облачных полей, их синоптическая интерпретация, границы снега и льда и др. Рассматривая развитие атмосферных процессов за прошедшие сроки и сопоставляя их с текущим ходом погоды как у земли, так и на высотах, синоптик, руководствуясь основными принципами физической логики, должен дать физическое объяснение каждому явлению и процессу, наблюдаемому в атмосфере, и на основе частных выводов дать обоснованный общий анализ синоптического положения в целом. Опыт показывает, что если в процессе анализа возникают противоречивые толкования и суждения о ходе развития атмосферных процессов или выявлено несоответствие выводов и фактического состояния условий погоды, то необходимо установить причину такого несоответствия и сделать правильные выводы. В противном случае за физически неточным анализом может последовать физически необоснованный прогноз погоды.

2. Анализ   прогностической  информации.   2.1 Основой современной технологии подготовки краткосрочных прогнозов погоды (КПП) является оперативный численный прогноз погоды (ЧПП) на базе гидродинамических моделей атмосферы и автоматизированных технологий сбора и обработки гидрометеорологической информации.                 ЧПП: расчет ожидаемых значений метеорологических параметров на основе объективных прогностических методов c помощью автоматизированных вычислительных технологий.    Основные ограничения автоматизированных технологий ЧПП обусловлены несовершенством используемых гидродинамических моделей атмосферы, а также неполнотой и неточностью информации об исходном состоянии атмосферы и ее подстилающей поверхности.   Гидродинамические модели атмосферы прогнозируют не локальные, а осредненные по ячейкам расчетной координатной сетки значения метеорологических параметров.    В гидродинамических моделях атмосферы представлены лишь основные погодообразующие механизмы. Физические процессы при этом воспроизводятся приближенно. Следствием этого являются различного рода систематические ошибки прогнозов.    На сегодняшний день технологии ЧПП не способны прогнозировать целый ряд явлений погоды. Многие из явлений погоды, включая опасные явления, имеют локальный характер и сложную природу образования, которую в настоящее время затруднительно описать формально для полной автоматизации прогноза этих явлений с приемлемым уровнем успешности. По этой причине туманы, гололед и прочие явления прогнозируются в основном специалистами-прогнозистами, которые хорошо знают условия их образования и развития в конкретном регионе.     Возможны ситуации, когда ошибки и сбои в технологии ЧПП и различного рода нештатные ситуации способны существенно исказить объективную прогностическую информацию и сорвать ее выпуск.      Перечисленные выше причины, опыт повседневной прогностической практики Росгидромета и других НГМС свидетельствуют о том, что обеспечение высокого качества и бесперебойного выпуска КПП требует сбалансированного сочетания результатов ЧПП и их экспертной оценки специалистом-прогнозистом с целью контроля, уточнения и восполнения имеющейся объективной фактической и прогностической информации. Результаты ЧПП на основе гидродинамических моделей атмосферы следует использовать в качестве объективной основы КПП.          При этом рекомендуется применять прогностическую информацию нескольких гидродинамических моделей атмосферы, также сохраняя при анализе комплексный подход с соблюдением исторической последовательности и пространственной трехмерности исследуемых синоптических процессов. Проведение  физически обоснованного анализа будущих атмосферных процессов, выявление взаимосвязи и взаимообусловленности ожидаемых процессов, установление тенденций их развития с использованием прогностических траекторий воздушных частиц,  прогноза вертикальных движений, фронтальных прогнозов и будущей модели стратификации атмосферы для пунктовпрогноза, результатов расчетных методов, позволяют синоптику сформулировать  краткосрочный прогноз погоды,    включив в него информацию об основных элементах и явлениях погоды (по РД 52.27.724) в интересующем районе.

  2.2  Перечень оперативных численных прогнозов погоды (ЧПП), используемых при подготовке краткосрочных прогнозов погоды (КПП).                 В Центрально-Черноземном УГМС, по рекомендации Гидрометцентра России (2013г), используются ЧПП глобальных гидродинамических моделей атмосферы следующих ведущих мировых прогностических центров: 1. Рединга, Великобритания (ECMWF- Объединенный Европейский Центр среднесрочных прогнозов погоды);         2. Брекнелла, (или Экзетера (UKMO) Великобритания, Центра изучения климата имени Хадли г.Экзетер  -  (перед. центр EGRR г.Брекнелл ); 3. Вашингтона,  США (перед. центр KWBC) – GFS (ГЛОБАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ MRF, (AVN- среднесрочный прогноз для Европы, GFS - Global Forecast System (Глобальная Система Прогнозирования). Эта метеорологическая модель создана американским государственным агентством NCEP (National Centers for Environmental Prediction); 4. Оффенбаха  (EDZW ), Германия, Немецкая глобальная модель; 5. Москвы – RUMS.  В качестве основной отечественной модели используется ансамблевый мезомасштабный прогноз погоды на основе негидростатической модели атмосферы COSMO-RU.  Следует иметь ввиду, что  модель Рединга (ECMWF) успешно прогнозирует общий характер синоптических процессов, Брекнелл (или Экзетер (UKMO) - различные элементы погоды и фронтальный прогноз, у GFS (ГЛОБАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ MRF) – также используется прогноз элементов погоды, у Оффенбаха  (EDZW) - фронтальный прогноз, прогноз суммарного количества осадков по полусуткам.

                            3.   Краткий  перечень информации, используемой при подготовке краткосрочных прогнозов  погоды в  Центрально-Черноземном УГМС:

  ИНФОРМАЦИЯ О ФАКТИЧЕСКОЙ ПОГОДЕ:

1. ШТОРМОВАЯ  ИНФОРМАЦИЯ, ПОСТУПАЮЩАЯ ОТ СЕТИ В КОДЕ WAREP                         ( программа syn и журнал штормовой информации).

2.  ИНТЕРНЕТ- СНИМКИ ИСЗ: - просмотр анимации снимков за сутки через 1 час  (ик) , на  сайте   http://flymeteo.org/index.php или  http://www.meteoinfo.ru/media/satel/res20ir.gif) - сайт ГМЦ России), на FTP сервер ГМЦ России;

- просмотр САМОГО ПОСЛЕДНЕГО ИК СНИМКА, ОБНОВЛЯЮЩЕГОСЯ ЧЕРЕЗ КАЖДЫЕ 15 МИН. http://www.sat24.com/images.php?country=eu&sat=ir&type=large  ;

-  просмотр АНИМАЦИИ ИК СНИМКОВ ЗА 2 ПОСЛЕДНИХ ЧАСА ЧЕРЕЗ 15 МИН.  С ГРОЗОВЫМИ ЗАСВЕТКАМИ (ИК, ТВ )-   http://www.sat24.com/en/eu?ir=true

3. ГИС МЕТЕО:   СЛАЙДЫ С ФАКТИЧЕСКИМИ ПРИЗЕМНЫМИ КАРТАМИ ПОГОДЫ И КАРТАМИ БАРИЧЕСКОЙ ТОПОГРАФИИ.

 В сочетании с  просмотром  анимации космических снимков и снимков  приемного комплекса «Алиса»: 

- проведение анализа эволюции приземных барических образований на приземной  карте за прошедшие сутки – от 00 всв прошедших суток, до 00 текущих .

- проведение анализа эволюции высотных барических образований на  картах АТ 925-300 за прошедшие сутки – от 00 всв прошедших суток, до 00 текущих суток.

- анализ кольцовок за 03, 06 всв, карт минимальной и максимальной температуры воздуха, количества осадков по полусуткам.

- анализ оперативных данных радиозондирования и МРЛ.

ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ - анализ прогностических  полей и прогноза метеэлементов численных моделей мировых прогностических центров, выявление особенностей ожидаемого развития синоптических объектов макро - и мезомасштаба в предстоящие сутки:

1. ГИС МЕТЕО: 

1. Брекнелл, (или Экзетер (UKMO) , Великобритания;

2. Рединг, Великобритания (ECMWF - Объединенный Европейский Центр   среднесрочных прогнозов погоды);

3. Москва – RUMS;

4. Прогностический радиозонд, анализ прогностической стратификации,    расчетов явлений погоды в соответствии с ожидаемой ситуацией.

2.  ИНТЕРНЕТ :   1. GFS, США– на немецком сайте – http://www.wetterzentrale.de/или на сайтах http://www.pogodaonline.ru/-(карты для специалистов)  и http://flymeteo.org/index.php;

2. COSMO-RU - сайт ГМЦ России;

3. Фронтальный прогноз - Брекнелл, Оффенба, Москва;

4. Прогностический радиозонд – на ГИС МЕТЕО и на сайте  http://meteo.paraplan.net/forecast/, анализ прогностической стратификации на последующие сутки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ  РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ, КОНСУЛЬТАТИВНЫЙ ПРОГНОЗ ГМЦ РОССИИ (ОМС).

4.   Подготовка КПП  в терминах элементов и явлений погоды. После детального анализа и обобщения разнородной по содержанию и форме представления  фактической и прогностической информации: данных различных видов фактических карт погоды и прогностических полей метеорологических параметров, выпущенных различными прогностическими центрами; спутниковой информации; результатов выполненных специалистом-прогнозистом расчетов на основе объективных методов прогноза; климатической информации для района прогноза; результатов станционных наблюдений, высотного зондирования и т.д.,  синоптик-прогнозист составляет КПП общего назначения по территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС в терминах, изложенных в РД 52.27.724-2009 «Наставление по КПП общего назначения». Комплексное использование нескольких видов информации способствует уменьшению ошибок прогноза. 

Задачи и содержание работ данного этапа:

- интерпретация численных прогнозов в терминах явлений и параметров приземной погоды и, в первую очередь, оценка возможности возникновения и интенсивности ОЯ и резких изменений погоды;

- оценка влияния локальных физико-географических особенностей района прогноза на эволюцию основных синоптических образований;

- определение интервалов наиболее вероятных значений прогнозируемых метеорологических параметров для территории деятельности ФГБУ «Центрально-Черноземное УГМС» на основе применения расчетных методов, учета местных особенностей, суточного хода, структуры и особенностей жизненного цикла прогнозируемых явлений погоды;

- формулирование текста прогноза.

5. Коллективное обсуждение прогноза. Порядок обоснования  прогноза. После составления КПП общего назначения по территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС, дежурный синоптик-прогнозист предлагает его для коллективного обсуждения, предварительно представив свое обоснование прогноза. Коллективное обсуждение прогноза при подготовке его несколькими специалистами также является разновидностью обобщения различных источников информации и способствует выработке более объективного варианта прогноза.

Порядок проведения данного этапа:

1. Краткий доклад об изменениях погоды за прошедшие сутки и о текущем ее состоянии (по материалам и источникам о фактической погоде, представленным выше) в пределах 1-го естественного синоптического района (ЕСР) – от 50º з.д. (Гренландия) до 70º в.д. (Таймыр), который на юге ограничивается параллелью 30º - изменение за сутки географического положения, глубины (мощности) и стадии развития основных синоптических объектов,   возникновение новых барических систем и причины, приведшие к их образованию, эволюция и перемещение атмосферных фронтов, эволюция и перемещение воздушных масс и условий погоды, связанных с различными воздушными массами, в том числе ОЯ и НМЯ, с акцентом на более детальную синоптическую ситуацию на территории, прилегающей к ЦЧО:

-  АТ-500 –  суточные изменения в средней тропосфере (ведущий поток),  определение циркуляционных особенностей;

-  Приземный анализ – суточные изменения у поверхности Земли;

-  Суточные изменения облачных полей (анимация снимков ИСЗ);

- Кольцевая карта погоды за 03 (06) всв ( явления погоды, тенденции давления) количество осадков, минимальная, максимальная температура воздуха), текущая штормовая информация  по региону;

-  последний ИК снимок, оперативные данные ДМРЛ, радиозондирования;

-  АТ-500 – будущие траектории перемещения воздушных частиц – АТ 700- 925 - суточные изменения в средней и нижней тропосфере, будущие траектории перемещения воздушных частиц, (при необходимости анализ АТ -300);

2. Доклад о будущих изменениях высотных и приземных термобарических полей, об ожидаемых метеопараметрах, ОЯ и НМЯ на основе ЧПП соответствующих гидродинамических моделей - в порядке их представления (от средней тропосферы до поверхности Земли), предложенном выше, с выводами и физическим обоснованием будущих атмосферных процессов, выявлением взаимосвязи и взаимообусловленности ожидаемых процессов, с параллельной демонстрацией фронтальных прогнозов на соответствующие сроки, расчетных методов, в т.ч. РЭП, консультативного прогноза ОМС (ГМЦ России) по ЦФО, с учетом знания местных особенностей:   - прогноз на 18 всв текущих суток;    - прогноз на 00,06,12,18 всв последующих суток.                                                                                                                                                                        Формирование окончательного текста  КПП общего назначения по территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС.  1. В процессе обсуждения с учетом мнений специалистов формируется текст КПП общего назначения по территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС, который направляется в областные прогностические подразделения (ЦГМС) в качестве консультативного.    2. Областные ЦГМС, с учетом поступившего консультативного прогноза и всех имеющихся материалов, составляют свой вариант КПП общего назначения  по своей области и направляют его в адрес Курск-погода.  3. Синоптик Курского ГМЦ,  с учетом поступающих дополнительных материалов, составляет КПП общего назначения по Курску и Курской области.   4. После получения КПП от всех ЦГМС проводится повторное коллективное обсуждение по согласованию окончательного текста КПП общего назначения по региону, который направляется в ГМЦ  России.  Все этапы процесса подготовки КПП проводятся в оперативном режиме  в соответствии с утвержденным Распорядком работы ОМП.