рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Синоптический анализ и прогноз

Работа сделанна в 2004 году

Синоптический анализ и прогноз - Контрольная Работа, раздел География, - 2004 год - Метеорологический прогноз Синоптический Анализ И Прогноз. Метеорологические Сведения Передаются ...

Синоптический анализ и прогноз.

Метеорологические сведения передаются со станций в центры службы погоды зашифрованные с помощью особых цифровых кодов. Сроки и волны радиопередач согласованы в международном порядке. В учреждениях службы погоды эти сведения наносятся цифрами и условными знаками на синоптические карты погоды. Такие карты составляются 4 раза в сутки и чаще, за каждый срок наблюдений на станциях. В настоящее время, когда синоптические карты, на которые наносятся данные тысяч станций, могут охватывать все полушарие и даже весь Земной шар и когда, кроме приземных карт, составляются также и высотные карты барической топографии и др объем этой систематизированной информации об атмосферных условиях очень велик. В целях экономии усилий и средств в последнее время переходят на централизованную систему составления и анализа синоптических карт в немногих центрах, откуда карты распространяются путем факсимильной передачи по проводам или по радио в органы службы погоды на местах.

Прием синоптических карт по радио возможен и в воздухе, и на судах в открытом океане.

Приземные синоптические карты. На территории США каждый час в некоторых странах реже проводятся наблюдения за погодой. Характеризуется облачность плотность, высота и вид снимаются показания барометров, к которым вводятся поправки для приведения полученных величин к уровню моря фиксируются направление и скорость ветра измеряются количество жидких или твердых осадков и температура воздуха и почвы в срок наблюдения, максимальная и минимальная определяется влажность воздуха тщательно фиксируются условия видимости и все прочие атмосферные явления например, гроза, туман, дымка и т.п Каждый наблюдатель затем кодирует и передает информацию по Международному метеорологическому коду. Поскольку эта процедура стандартизирована Всемирной метеорологической организацией, такие данные могут быть легко расшифрованы в любом районе мира. Кодирование занимает около 20 минут, после чего сообщения передаются в центры сбора информации и происходит международный обмен данными.

Затем результаты наблюдений в виде цифр и условных знаков наносятся на контурную карту, на которой точками указаны метеорологические станции.

Таким образом, синоптик получает представление о погодных условиях в пределах крупного географического региона. Общая картина становится еще более наглядной после соединения точек, в которых зафиксировано одинаковое давление, плавными сплошными линиями изобарами и нанесения границ между разными воздушными массами атмосферных фронтов.

Выделяются также районы с высоким или низким давлением. Карта станет еще более выразительной, если закрасить или заштриховать территории, над которыми в момент наблюдений выпадали осадки. Синоптические карты приземного слоя атмосферы являются одним из основных инструментов прогноза погоды. Специалист, разрабатывающий прогноз, сравнивает серии синоптических карт на разные моменты наблюдений и изучает динамику барических систем, отмечая изменения температуры и влажности внутри воздушных масс по мере их перемещения над различными типами подстилающей поверхности. Высотные синоптические карты.

Облака перемещаются воздушными течениями обычно на значительных высотах над земной поверхностью. Поэтому для метеоролога важно располагать надежными данными для многих уровней атмосферы. На основании данных, полученных при помощи метеозондов, самолетов и спутников, составляются карты погоды для пяти высотных уровней. Эти карты передаются в синоптические центры.

Анализ синоптических карт и разных других вспомогательных материалов, как аэрологические диаграммы, вертикальные разрезы и пр. состоит в следующем. По сведениям, нанесенным на карту, устанавливается фактическое состояние атмосферы в момент наблюдений распределение и характер воздушных масс и фронтов, расположение и свойства атмосферных возмущений, а, кроме того, расположение и характер облачности и осадков, распределение температуры и пр. в связи с этими условиями атмосферной циркуляции.

Между прочим, атмосферные возмущения, фронты и воздушные массы, изучаемые с помощью синоптических карт, называются синоптическими объектами. Составляя карты от срока к сроку, можно следить по ним за изменениями состояния атмосферы, в частности за перемещением и эволюцией атмосферных возмущений, перемещением, трансформацией и взаимодействием воздушных масс и пр. Представление атмосферных условий на синоптических картах дает удобную возможность и для информации о состоянии погоды.

Как же делается численный прогноз Коротко опишем алгоритм прогноза 1.Измеренные данные контролируютсяа отбрасываются чрезмерно большие или малые значения например, ветер со скоростью 200 мсек, отрицательный угол его направления, отрицательная влажность и т.п.б значения сравниваются с результатом в предыдущий момент измерения в этом месте и в тот же момент, но в ближайших точках измеренияв проверяется выполнение некоторых соотношений, например, температура и высота как функции давления как независимого переменного связаны уравнением гидростатики г значения не должны слишком конкретные значения оцениваются статистически отклоняться от значений предыдущего прогноза на срок измерения.

Программа комплексного контроля проверяет неувязки во всех частных контролях, а затем принимает решение об ошибочности или верности данного измерения. Системы усвоения метеорологической информации используют разнообразные данные от самых разнообразных наблюдательных приборов и должны быстро их проверить и согласовать между собой. 2. Проконтролированные данные интерполируются в правильную сетку точек на поверхности Земли или ее части, если прогноз предполагается давать региональный, а не глобальный.

При этой интерполяции следует учесть статистические характеристики как реальных метеорологических полей, так и полей предыдущего прогноза на момент данного объективного анализа так по традиции называют задачу интерполяции. 3. Данные в геометрически правильной сетке используются в качестве начальных для системы уравнений в частных производных, описывающих динамику атмосферы. Это уравнения газовой динамики, в которые добавлены различные физические эффекты, не наблюдаемые в идеальном газе. Учитывается вращение Земли, ускорение силы тяжести, солнечная и отраженная от поверхности Земли радиация, фазовые переходы воды и т.д. Главная и более трудная задача состоит в прогнозе ожидаемых изменений погоды, прежде всего на короткий срок вперед на 1-2 суток.

Кратко можно сказать, что эта задача сводится, во-первых, к определению, как в следующие несколько десятков часов должны будут переместиться и измениться синоптические объекты - атмосферные возмущения, фронты и воздушные массы.

Это так называемый прогноз синоптического положения. Затем делают заключения о том, как в связи с этими перемещениями и изменениями должны меняться условия погоды в рассматриваемом районе. Именно последнее нужно потребителю прогнозов. При прогнозе синоптического положения приходится пользоваться, прежде всего, экстраполяцией во времени, т. е. предполагать, что на некоторый промежуток времени атмосферные процессы будут происходить с теми же скоростями или ускорениями, с какими происходили до сих пор. Это, конечно, грубый прием, могущий привести к большим ошибкам, но в большинстве случаев применяемый с достаточным успехом.

Он уточняется с помощью использования тех связей между атмосферными процессами, которые установлены эмпирически за много лет анализа синоптических карт или которые вытекают из законов динамики и термодинамики атмосферы.

Связи эти применяются преимущественно качественно, что более или менее обеспечивает правильный прогноз направления процесса, но может приводить к ошибкам в определении темпа и интенсивности процессов. О погоде, связанной с будущим положением и свойствами возмущений, масс и фронтов, судят по фактическим свойствам этих синоптических объектов, учитывая опять-таки возможное изменение этих свойств.

При всей простоте приемов синоптического анализа их применение представляет собой нелегкую задачу и требует большого практического опыта у прогнозиста синоптика. От ошибок, иногда даже грубых, современные краткосрочные прогнозы погоды не свободны. Однако, в общем качество прогнозов оказывается удовлетворительным для многих потребностей практики, в особенности для обеспечения действий авиации. Без регулярного синоптического обслуживания современная авиация работать не может. Есть и ряд других областей хозяйства, для которых получение прогнозов погоды необходимо.

Средства, затрачиваемые на службу погоды, во много раз перекрываются теми выгодами, которые она приносит. Идеальный прогноз должен оправдываться по всем параметрам. Установить причину ошибок в прогнозе сложно. Метеорологи считают прогноз оправдавшимся, если его ошибка меньше, чем предсказание погоды с применением одного из двух методов, не требующих специальных познаний в области метеорологии. Первый из них, называющийся инерционным, допускает, что характер погоды не изменится. Второй метод исходит из того, что характеристики погоды будут соответствовать средним месячным на данное число.

Продолжительность срока, в течение которого прогноз оправдывается т.е. дает лучший результат, чем один из двух названных подходов, зависит не только от качества наблюдений, математического аппарата, вычислительной техники, но также и от масштаба прогнозируемого метеорологического явления. Вообще говоря, чем крупнее явление погоды, тем на более длительный срок его можно прогнозировать. Например, часто степень развития и пути движения циклонов можно прогнозировать на несколько дней вперед, но поведение конкретного кучевого облака может быть предсказано не более чем на ближайший час. Эти ограничения, по-видимому, обусловлены особенностями атмосферы и не могут быть пока преодолены с помощью более тщательных наблюдений или более точных уравнений.

Атмосферные процессы развиваются хаотически.

Это означает, что для прогноза различных явлений в разном пространственно-временном масштабе необходимы разные подходы, в частности, для прогноза поведения крупных циклонов умеренных широт и локальных сильных гроз, а также для долгосрочных прогнозов. Например, прогноз давления воздуха на сутки в приземном слое является почти таким же точным, как измерения с помощью метеозондов, по которым его проверяли. И наоборот, трудно дать детальный трехчасовой прогноз перемещения линии шквалов полосы интенсивных осадков перед холодным фронтом и в целом параллельно ему, в пределах которой могут зарождаться смерчи.

Метеорологи пока могут только предварительно выделять обширные районы возможного возникновения линий шквалов. Когда они зафиксированы на космическом снимке или при помощи радиолокатора, их продвижение можно экстраполировать только на один-два часа, и поэтому важно своевременно довести сводку погоды до населения. Предсказание неблагоприятных кратковременных метеорологических явлений шквалов, града, смерчей и пр. называется срочным прогнозом.

Разрабатываются компьютерные методики прогнозирования этих опасных явлений погоды. Возможности улучшения прогнозов погоды в настоящее время видят в изыскании и введении в службу погоды вычислительных методов прогноза. Такие методы сводятся к численному интегрированию по времени с помощью электронных вычислительных машин уравнений динамики и термодинамики атмосферы, в которые подставляются начальные значения атмосферных условий в ряде точек, взятые из наблюдений. Работа в этом направлении ведется очень интенсивно.

Правда, разработанные до сих пор методы, относятся преимущественно лишь к предвычислению барического поля. Переход от барического поля к погоде приходится производить еще прежними, качественными способами. Даже в предвычислении барического поля пока не достигнуто решающих практических успехов удачность прогнозов остается того же порядка, что и удачность прогнозов обычными синоптическими методами. Объясняется это исключительной сложностью атмосферных процессов для математической формулировки задачи.

Состояние атмосферы и закономерности атмосферных процессов в вычислительных схемах приходится упрощать, что, конечно, отражается на соответствии результатов вычисления действительности. Однако можно надеяться, что в недалеком будущем задача вычислительного прогноза, и не только для барического поля, будет решена с точностью, удовлетворяющей потребностям практики. Прогнозирование текущей погоды.

Прогнозирование текущей погоды прогнозы в пределах от 0 и вплоть до 6-12 часов основываются на более интенсивном, с точки зрения наблюдений подходе, и называются как прогнозы текущей погоды. Традиционно прогнозирование текущей погоды концентрируется на анализе и экстраполяции наблюдаемых метеорологических полей с особым упором на мезомасштабные поля облаков и осадков, полученных по данным спутников и радиолокаторов. Прогностическая продукция текущей погоды особенно ценна в случае мезомасштабных неблагоприятных условий погоды, связанных с сильной конвекцией и интенсивными циклонами.

В случае с тропическими циклонами, прогнозирование текущей погоды является важным подходом для обнаружения и последующего краткосрочного предсказания, которое обеспечивает действительность прогноза в некоторых случаях свыше 24 часов. Однако временной темп изменения этих явлений является таковым, что простая экстраполяция важных значительных характеристик приводит к тому, что продукция очень быстро ухудшается со временем, даже во временных масштабах порядка одного часа. Поэтому разрабатываются методы, которые сочетают методы экстраполяции с численным прогнозированием погоды, при этом как за счет смешения двух видов продукции, так и с помощью улучшенной ассимиляции подробных мезомасштабных наблюдений.

Это изначально очень трудная задача и, несмотря на точность и конкретность, которые будут улучшаться в предстоящие годы, эти виды продукции всегда будут связаны с неопределенностью, касающейся конкретного местоположения, времени и суровости метеорологических явлений, таких как грозовые и градовые ливни, торнадо и нисходящие порывы.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Метеорологический прогноз

Огромный опыт вместе с надежным комплектом данных об оценке точности, означает, что во многих случаях неопределенность в прогнозах погоды хорошо… Так, например, улучшенное предсказание путей движения тропических циклонов… В самом деле, прогнозы на трое суток для приземного давления настолько же хороши, как прогнозы на сутки, которые…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Синоптический анализ и прогноз

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Долгосрочные прогнозы
Долгосрочные прогнозы. Еще сложнее задача долгосрочных прогнозов погоды - на декаду, месяц, сезон вперед. Степень точности здесь неизбежно ниже, чем в прогнозах краткосрочных. Рациональная постанов

Предсказание в масштабах от сезона до межгодового
Предсказание в масштабах от сезона до межгодового. За пределами двух недель обычные недельные подробные прогнозы погоды имеют очень низкий уровень успешности, но обычные месячные прогнозы с использ

Перспективная оценка будущего климата
Перспективная оценка будущего климата. Как объяснялось выше, основываясь на текущем наблюдении за состоянием атмосферы, предсказание погоды может предоставить подробную метеорологическую информацию

Многоходовая метеоклиматическая программа
Многоходовая метеоклиматическая программа. Несмотря на уже имеющийся мощный научный задел в метеорологии и в климатологических исследованиях и даже вопреки колоссальным затратам на организацию техн

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги