Теория и практика методов прогнозирования погоды - Геология, гидрология и геодезия дипломная работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Теория и практика методов прогнозирования погоды

Разработка проблемы прогноза погоды в современной синоптической метеорологии. Характеристика методов прогнозирования, анализ макроциркуляционных процессов в Атлантико-Европейском секторе. Апробация расчетной методики краткосрочного прогноза осадков.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»
Естественно-географический факультет
Кафедра физической географии и методики преподавания географии
«Теория и практика методов прогнозирования погоды»
Тобратов Сергей Анатольевич, к.г.н., доцент
Кривцов Вячеслав Андреевич, д.г.н., профессор
Задание на выпускную квалификационную работу
1. Тема: «Теория и практика методов прогнозирования погоды»
2. Срок предоставления выпускной квалификационной / курсовой работы к защите 24.06.10 г.
3. Исходные данные для выпускной квалификационной работы: литературные и методические материалы по синоптической метеорологии, синоптические карты и материалы наблюдений за погодой
4. Содержание выпускной квалификационной работы
4.2. Разработка проблемы прогноза погоды в современной метеорологии. Развитие синоптической метеорологии. Прогноз погоды в современном мире. Обзор методов прогноза погоды. Проблема долгосрочного прогноза погоды. Прогнозирование погоды по местным признакам.
4.3. Апробация некоторых методов прогнозирования. Анализ макроциркуляционных процессов в Атлантико-Европейском секторе в зимний период 2006 - 2007 гг. Прогноз синоптических тенденций в Атлантико-Европейском секторе в 3-й декаде марта 2009 г. по методике Каца. Апробация расчетной методики краткосрочного прогноза количества осадков на примере г. Рязань. Анализ календарных народных примет погоды (по материалам наблюдений за 2008 г. и начало 2010 г.)
Руководитель работы 26.04.10 г. Тобратов С. А.
Задание приняла к исполнению 26.04.10 г. Ступникова Е. В.
План-график выполнения выпускной квалификационной работы
Подбор материалов и методов исследований
ПРОГНОЗ ПОГОДЫ, СИНОПТИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ, БАРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СИНОПТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС, ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ БАРИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ, ДЕФИЦИТ ТОЧКИ РОСЫ, ИЗАЛЛОБАРИЧЕСКИЙ ОЧАГ, ЛАПЛАСИАН БАРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
Объектом исследования являются методы прогнозирования погоды.
Цель работы - апробация некоторых методов прогнозирования, определение их прогностического значения.
В процессе работы использовались методическая литература, труды специалистов в области синоптической метеорологии: Вангенгейма А.Ф., Гирса А.А., Каца А.Л., Мультановского Б.П., Россби К.Г.
Работа базируется на анализе ежедневных синоптических карт, материалов наблюдений за погодой, данных радиозондирования. В результате работы были получены данные об эффективности некоторых количественных и качественных методик прогноза погоды на примере города Рязань.
1. Разработка проблемы прогноза погоды в современной метеорологии
1.1 Развитие синоптической метеорологии
1.2 Прогноз погоды в современном мире
1.4 Проблема долгосрочного прогноза погоды
1.4.1 Типизация форм атмосферной циркуляции Вангенгейма-Гирса
1.4.2 Современное состояние разработок по долгосрочному прогнозированию
1.5 Прогнозирование погоды по местным признакам
2. Апробация некоторых методов прогнозирования
2.1 Анализ макроциркуляционных процессов в Атлантико-Европейском секторе в зимний период 2006 - 2007 гг.
2.1.1 Индекс Россби и его физический смысл
2.1.2 Основные результаты изучения характера атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой и Европой за период 1.11.2006 - 28.02.2007 гг
2.2 Прогноз синоптических тенденций в Атлантико-Европейском секторе в 3-й декаде марта 2009 г. по методике Каца
2.2.1 Результаты прогноза по данным о динамике давления
2.3 Апробация расчетной методики краткосрочного прогноза количества осадков на примере г. Рязань
2.4 Анализ календарных народных примет погоды (по материалам наблюдений за 2008 г. и начало 2010 г.)
Данная работа посвящена проблеме прогнозирования погоды. Человек издавна пытался предсказывать погоду, но научно обоснованный прогноз стал возможным относительно недавно (в середине 19 века). С этого времени был сделан сильный прорыв в сфере краткосрочного прогноза погоды, обусловленный развитием теоретической базы синоптической метеорологии, а также совершенствованием технических средств сбора и обработки метеорологической информации. Однако не все механизмы формирования погоды до конца ясны. Нерешенной до сих пор является проблема долгосрочного прогноза погоды, оправдываемость которого достаточно низкая.
Цель работы - обобщить информацию о научной проблеме прогноза погоды, основных методах прогнозирования, а также оценить эффективность некоторых доступных методов путём их апробации. В свете указанной цели выполнялись задачи:
1) изучить и проанализировать опубликованные материалы по указанной проблеме, ознакомиться с наиболее распространенными подходами к ее решению;
2) на материале опубликованных ежедневных синоптических карт провести расчет количественных характеристик интенсивности западного переноса во внетропических широтах Атлантико-Европейского сектора (по методике Россби) и на этой основе дать оценку особенностей развития синоптических процессов в зимний период 2006 - 2007 гг. с выявлением параметров, имеющих значение для прогнозирования погоды на Европейской территории России;
3) по данным о динамике барического поля над Северной Атлантикой, Западной Европой и Русской равниной за период 22 - 28 марта 2009 г. выяснить эффективность количественного метода прогноза синоптических процессов по методике Каца;
4) проверить на практике суточную методику прогноза количества осадков, используя данные радиозондирования;
5) определить степень оправдываемости народных календарных примет по наблюдениям за 2008 - начало 2010 гг., сделать вывод об их прогностическом значении в настоящее время.
При выполнении выше перечисленных задач применялись картографический и количественные методы исследования.
1. Разработка проблемы прогноза погоды в современной метеорологии
1.1 Развитие синоптической метеорологии
Наблюдения за погодой можно встретить у многих древних авторов. Летописи, исторические свидетельства, саги, легенды помогают восстанавливать климат прошлого. Например, в "Одиссее" Гомера встречается наблюдение, что Причерноморье - страна, "окутанная мглою и тучами", по которому позднее профессор Мультановский Б.П. пришел к выводу, позже подтвержденному многими исследователями о похолодании около 1000 лет до нашей эры в этом районе. Весь прошедший период развития науки подготовил почву для научного развития научной метеорологии и синоптической метеорологии. Самое важное для этого периода - это изобретение метеорологических приборов, которые позволили наладить систематические наблюдения над погодой. Этот период синоптики обычно называют “досиноптическим”.
Первая сеть метеорологических станций была создана в Италии сразу после изобретения ртутного барометра (1654 г.). В России первые регулярные инструментальные метеорологические наблюдения были начаты в Петербурге в 1725 г. по инициативе учрежденной указом Петром I “Академии наук и всяческих искусств”. Первые наблюдения вел академик Майер. В 1725 г. Великая Северная экспедиция, под руководством Витуса Беринга, снаряженная по указу Петра I, организовала около 20 метеорологических станций по пути следования.[29]
Первая метеорологическая сеть в России из 24 метеорологических станций возникла в 1733-1744 гг. также благодаря деятельности Великой Северной экспедиции, но обмен информацией осуществился только через 100 лет. В 1835 г. выпущена первая (в 1837 г. - вторая) инструкция “Руководство к деланию метеорологических и магнитных наблюдений” [29].
Метеорологические наблюдения являлись и являются наиболее важным звеном гидрометеорологической службы всех стран. Первыми сподвижниками метеорологической службы были в основном энтузиасты, которые проводили наблюдения на добровольных началах.
В 20-х годах 19 века произошло важное для развития новой науки событие. В Германии Брандес составил первые синоптические карты для Европы. Укажем, что еще в 1686 г. английский астроном Эдмунд Галлей по имеющимся сведениям сделал первую карту, где указал средние ветровые условия за большой период времени в зоне между 30°с.ш. и 30 °ю.ш. Но в распоряжении Брандеса был исторический метеорологический материал по 36 станциям в Европе, в т.ч., 3 - в России. Брандес увидел, что области пониженного и повышенного давления простираются на большие районы земной поверхности и перемещаются из одних районов в другие, и в области пониженного давления со всех сторон втекает воздух. Вток воздуха в области пониженного давления происходит не по нормали к изобарам, а под углом к ним так, что если стать спиной к ветру, то низкое давление остается слева, высокое - справа. Тем самым Брандес открыл барический закон ветра, известный в метеорологии как закон Бейс-Бало (в честь норвежского ученого, который установил его позднее эмпирически) [28].
Выдающийся метеоролог прошлого столетия Генрих Вильгельм Дове, внимательно изучив материалы Брандеса, пришел к выводу, что все атмосферные движения умеренных широт имеют вихревой характер [24].
Очень важным периодом в развитии синоптической метеорологии была организация служб погоды в разных странах.
Первые официальные службы погоды были созданы, начиная с 1854 г. Поводом для этого послужила катастрофа во время Крымской войны. Англичане и французы, осаждая русский порт Севастополь, надеялись захватить город после обстрела. Но 14 ноября 1854 г. на Черном море разразилась жестокая буря, разгромившая англо-французский флот.
Изрядно потрепанная потерпевшая сторона, возмущенная такими действиями природы, запросила директора Парижской астрономической обсерватории Леверье, можно ли было заблаговременно предсказать приближение и развитие этой бури. Господин Леверье по тем временам проделал большую работу и пришел в выводу, что траектория бури хорошо прослеживалась с помощью синоптических карт и могла быть предсказана заранее.
Это открытие привело к зарождению службы погоды в Европе. На первых порах основной задачей такой службы являлись штормовые оповещения. В Англии в 1854 г. был создан метеорологический департамент, главой которого был назначен адмирал Роберт Фицрой [29].
Одними из первых организовала службу оповещений Франция (1857 г.), затем США (1858 г.), Голландия (1860 г.), Италия (1865 г.), Норвегия (1866 г.), Дания (1872 г.), Россия (1872 г.) и Германия (1876 г.) [29].
В России в середине прошлого века насчитывалось 50 метеорологических станций. Уже в конце 19 в. это была лучшая сеть в мире. В 1856 г. был организован телеграфный сбор данных. Но официальной датой начала службы в России следует считать 1 января 1872 г., когда в Главной Геофизической Обсерватории Санкт-Петербурга (ныне - ГГО им. А.И. Воейкова), основанной в 1849 г., начался регулярный выпуск ежедневных бюллетеней погоды [26].
В 1873 г. в Вене проходит первый международный метеорологический конгресс, решения которого имели далеко идущие последствия. В метеорологии появилась единая система мер, были установлены единые сроки наблюдений, выработан единый телеграфный код для передачи метеосведений. На конгрессе были заложены основы Всемирной метеорологической организации, которая и сейчас координирует метеорологические исследования на Земле [24].
С этого времени были разработаны многие до настоящего времени не потерявшие актуальности положения синоптической метеорологии. Таким образом, строился фундамент будущей науки - синоптической метеорологии. Термин УХНПРФЙКПУ означает по-гречески "способный все обозреть". Появился новый метод изучения погоды - синоптический метод [29].
Синоптический метод - метод анализа и прогноза атмосферных процессов и условий погоды на больших пространствах с помощью синоптических карт и вспомогательных к ним средств (аэрологических диаграмм, вертикальных разрезов атмосферы и пр.).
Значительным событием в истории науки о погоде было изобретение телеграфа в середине 19 в. Появилась возможность не только измерять и собирать данные, но и обмениваться ими, что позволило осуществить одновременный обзор погоды над большими территориями.
Прогнозы погоды, особенно на длительные сроки, не имеют пока желаемой для многочисленных потребителей оправдываемости. Прогноз погоды до сих пор является все еще не решенной задачей, поставленной в 18 в. Лапласом.
Целью Лапласа было сведение всех известных явлений мира к закону тяготения при помощи точных математических правил (“Небесная механика”, 1799). “Мы должны рассматривать настоящее состояние Вселенной как результат ее предыдущего состояния и как причину последующего. Разум, который в данный момент знал бы все силы, действующие в природе, и взаимное расположение тел в природе, мог бы обобщить в единой формуле движения самых больших тел Вселенной и легчайших атомов: ничто не осталось бы для него неопределенным, и будущее, как и прошедшее, предстало бы перед его взором” (“Опыт философии теории вероятностей”, 1904) [24].
В. Бьеркнесс в 1904 г. передает это изречение Лапласа так: “Любая чисто механическая задача может быть сведена к определению положения всех входящих в данную массу частиц в настоящий момент, а предсказание будущего положения этих частиц и их перемещения за данный отрезок времени, согласно законам механики, есть задача, которая в принципе может быть решена” [24].
Английский метеоролог Сеттон, затронувший эту проблему, излагает свою точку зрения на практическую неопределенность и невозможность предсказания погоды. Согласно его общему взгляду, проблема погоды может быть существенно неразрешимой из-за того, что в неустойчивых системах в атмосфере весьма малые случайные взаимодействия дают значительный эффект (1951) [24].
По мнению Ретьена (1953), “Атмосфера почти всегда находится в состоянии “Геркулеса на распутье”. В любой момент достаточно какого-либо воздействия на атмосферу, чтобы перевести ее из устойчивого состояния в неустойчивое, как только параметры ее состояния достигнут критических значений; тогда решение с фундаментальными выводами может, в свою очередь, оказаться совершенно непреодолимым препятствием для физически обоснованного и точного предсказания погоды”[24].
Несмотря на постоянное развитие синоптической метеорологии, в ней остается много нерешенных проблем. В некоторой степени, как отмечал еще Тур Бержерон, прогрессу в синоптической метеорологии в известной степени препятствует недостаточное знание метеорологии у части теоретиков и, может быть, слабая подготовка в области математики у синоптиков.
В 1878 г. германские ученые Ли и Кеппен практически открыли важный синоптический объект - "Линию шквалов", который мы называем теперь, благодаря последующим работам Дюрана-Гревиля (1892), холодным фронтом. Что касается теплого фронта, то он долгое время ускользал от обнаружения, и только в 1918-1920 гг. группой ученых Бергенской школы были заложены основы новой фронтологической синоптики [29].
В 1875 г. Хильдебрандсон предлагает статическую модель циклона, в 1878 г. Ли рассматривает трехмерную структуру фронтального циклона так как мы представляем ее сегодня. Открытие Бержероном 18 ноября 1919 г. процесса окклюзии привело к тому, что модель циклона перестала быть статичной [29].
Русские ученые внесли большой вклад в развитие мировой метеорологии. М.В. Ломоносов написал множество статей по метеорологии и геофизике, сконструировал ряд метеорологических приборов. Броунов (1882 г.) сформулировал основные правила движения циклонов и антициклонов. Срезневский изучил волны холода, с которыми связаны возникновения бурь, метелей и гроз. С именем Рыкачева связана организация службы погоды в России. Блестящий ученый-климатолог А.И. Воейков (1842) путешествовал по всем континентам и первым обратил внимание на проблему воздействия человека на природу. Из среды его учеников вышло немало талантливых ученых, работавших впоследствии в различных отраслях метеорологии - Б.П. Мультановский, А.В. Вознесенский, Б.И. Срезневский и другие. Широко известны работы А.В. Клоссовского (1846-1917), который имел тесные научные контакты с Воейковым, по изучению атмосферных процессов с физической точки зрения. Вильд создал в России четко и хорошо действующую сеть метеорологических станций, лучшую в Мире для конца 19 и начала 20 века. Он был автором целого ряда метеорологических приборов. Широко известны дальние плавания русских военных моряков, позволившие собрать богатый научный материал [14].
Вскоре после 1910 г. в синоптическую практику вошли метеорологические зондирующие самолеты. C мая 1919 г., например, Датский Королевский Метеорологический институт стал проводить их ежедневно. Уже в 1920 г. средняя высота подъема составляла 4,4 км [28].
Изобретение Молчановым радиозонда в 1930 г. реализовало возможность изучения вертикального строения атмосферы уже не по косвенным методам. Была создана сеть аэрологических станций, и началось составление первых аэрологических карт, которые с 1937 г. составлялись уже ежедневно [29].
В 1930 г. в Москве открылось Бюро погоды СССР, преобразованное позднее в Центральный институт прогнозов. Ныне - это Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. Возникла острая проблема кадров, которую нельзя было уже решить путем организации курсов. В 1930 г. создается Московский гидрометеорологический институт (ныне Российский государственный гидрометеорологический университет в Санкт-Петербурге). Это был первый в мире специализированный вуз по подготовке специалистов высшей квалификации. В 1930 г. Тур Бержерон читал лекции на курсах работников службы погоды в России. Успехи синоптической метеорологии в России с начала 30-х годов связаны с деятельностью А.И. Аскназия (1887-1937) и его учеников, том числе, С.П. Хромова - автора учебников по синоптической метеорологии (1934, 1937, 1940, 1948), метеорологического словаря (совместно с Л.И. Мамонтовой) и многих научных статей [26].
К 40-м годам была заложена прочная теоретическая основа синоптической метеорологии. Установлены ряд эмпирических критериев для прогноза развития циклонов и антициклонов, детально изучены их стадии развития, вошли в синоптическую практику понятия струйных течений и высотных фронтальных зон.
Большой вклад в этот период вносят отечественные ученые - С.И. Троицкий, В.М. Михель, А.Ф. Дюбюк, Х.П. Погосян, Н.Л. Таборовский, С.П. Хромов, А.С. Зверев, Б.Л. Дзерзеевский, В.А. Джорджио, В.А. Бугаев, Б.Д. Успенский и др. В 40-х годах начались и продолжились после Великой Отечественной Войны исследования по численным методам анализа и прогноза погоды в трудах Н.Е. Кочина, А.М. Обухова, И.А. Кибеля, А.С. Монина и др. [29].
Резкий скачок качества прогнозов погоды приходится на 1961 - 1967 гг. К этому времени метеорологической информации стало так много, что синоптики не успевали ее обрабатывать за то короткое время, которое отведено на подготовку прогноза. Помощниками человека стали электронные вычислительные машины (ЭВМ). Сначала ЭВМ использовались для подготовки информации к прогнозу, но вскоре они стали составлять прогнозы погоды по схеме, разработанной человеком. Эта схема основывалась на применении теоретических законов гидромеханики и термодинамики для условий земной атмосферы. Таким образом, метеорология обрела свою теорию, которая оказалась, как свидетельствуют графики оправдываемости прогнозов, достаточно эффективной. Без ЭВМ использование метеорологической теории в целях прогноза погоды невозможно, потому что для решения уравнений гидро- и термодинамики в современных условиях, при которых прогноз дается хотя бы даже на сутки вперед, требуется выполнить несколько миллиардов операций (арифметических действий). Причем такой трудоемкий счет нужно произвести всего за 2-3 часа, иначе прогноз погоды на следующий день будет составлен очень поздно и никому уже не понадобится [24].
Ровный ход оправдываемости прогнозов в течение 70-х годов означает, что несмотря на повышение уровня вычислительной технологии и даже появление метеорологических ИСЗ был достигнут некоторый предел возможностей метеорологической науки. В чем же здесь дело?
Для всякой численной схемы прогноза погоды необходима очень подробная информация о состоянии атмосферы в начале счета прогноза. Сеть аэрологических станций позволяет получать такую информацию, но только на суше. На океанах же среднее расстояние между такими станциями (островными и специальными кораблями погоды) в лучшем случае 1000--1500 км, а в некоторых районах -- намного больше. Значит, на океанах наша информация о состоянии всей толщи атмосферы носит самый приблизительный характер. Вспомнив, что доля площади, занимаемой океаном, составляет на Земле 71%, мы поймем главную причину отсутствия прогресса в оправдываемости прогнозов погоды с конца 60-х годов: не хватает данных.
Вполне логично связать дальнейший прогресс оправдываемости прогнозов с использованием данных метеорологических ИСЗ, ведь с их помощью можно собирать информацию со всей поверхности планеты, и даже океан им не помеха. Первые метеорологические ИСЗ были запущены еще в 60-х годах, однако телевизионная аппаратура ИСЗ способна наблюдать только за такими параметрами состояния атмосферы, как облачность и туманы. Конечно, и этого уже много. Спутниковые фотографии позволили, например, заблаговременно обнаруживать над морем тропические циклоны (тайфуны) -- источник самых разрушительных бурь на Земле, по форме облаков можно уточнять положение атмосферных фронтов над океаном, прогнозировать перемещение циклонов, рассчитывать скорость ветра. Но все-таки тех данных, которые нужны для расчетов на ЭВМ,-- о температуре, давлении и влажности воздуха на разных уровнях в атмосфере -- с ИСЗ долгое время получать не могли. Только в последней четверти прошлого века появилась аппаратура (многоканальные радиометры), которая позволяет по излучению атмосферы в разных участках инфракрасной части спектра восстанавливать вертикальные профили давления, температуры и влажности воздуха.[26] Таким образом, ИСЗ теперь в состоянии заменить радиозонды и собирать данные о вертикальной структуре атмосферы над любым участком поверхности земли. В этом заключается наиболее ценный вклад ИСЗ в решение проблемы прогноза погоды. Рост успешности прогнозов в 80-х годах в значительной степени был связан именно с передовой технологией сбора метеорологической информации [29]. Справедливости ради следует отметить и заслуги ученых, создающих новые схемы прогноза погоды и продолжающих изучение атмосферы. Как бы совершенны ни были ЭВМ и ИСЗ, без понимания механизма формирования погоды ее прогноз будет малоуспешен[14].
1.2 Прогноз погоды в современном мире
Метеорологи разных стран работают, руководствуясь едиными рекомендациями (Техническими регламентами) ВМО. Членами ВМО являются более 150 стран Мира. ВМО имеет шесть региональных ассоциаций по географическим районам, куда входят Африка, Азия, Южная Америка, Северная и Центральная Америка, Юго-запад Тихого океана, Европа.
Крупнейшей является программа ВМО "Всемирная служба погоды", основой которой являются три глобальные системы: наблюдений (ГСН), обработки данных (ГСОД) и телесвязи (ГСТ). Согласно этой программе функционируют три категории метеорологических центров: национальные (НМЦ), региональные (РМЦ) и мировые (ММЦ). В настоящее время успешно функционируют Центры приема и обработки спутниковой информации.
Национальные центры (их более 100) осуществляют сбор и распространение метеорологической информации с территории одной страны и пользуются необходимой информацией с территорий других стран.
Региональные центры (их более 30-ти, в том числе, в России имеются РМЦ в Москве, Новосибирске и Хабаровске) освещают метеорологическими данными большие территории, охватывая при необходимости системой сбора, обработки метеорологической информации несколько стран.
Мировые центры - в Москве, Вашингтоне и Мельбурне - собирают данные со всего мира, включая информацию метеорологических спутников Земли.
Современные метеорологические технологии, а также исследования и практические методы климатологии включают в свой арсенал обработку спутниковой информации (детекция протон-электронных околоземных облаков - т.н. «солнечного ветра»; оптическое - от инфракрасного до ультрафиолетового, - и широкодиапазонное радиосканирование атмосферы и поверхности Земли); обработку информации от маловысотных (до границ стратосферы: 50-80 км) привязных и дрейфующих радиозондов; оптических и акустических аппаратов (на метеошарах и стратостатах); информации от специальных авиасредств (бортовая и наземная обработка) и одноразовых метеоракет, а также информации от наземных средств оптического, акустического и радионаблюдения [25].
Наземная сеть метеонаблюдений образована системой национальных и международных метеопостов, оборудованных, в том числе, специальными радиофизическими приборами наблюдения и средствами компьютерной обработки метеоданных. Основным источником информации о состоянии атмосферы, как и полвека назад, являются наземные (синоптические) метеостанции -- их сейчас около 10 000 в мире, 8 500 на Северном полушарии; и станции аэрологические: 600 и 500, соответственно; имеется тенденция к уменьшению). Покрытие данными весьма неоднородно: территория Европы, Китая и Сев. Америки в наилучшем положении. 2/3 земной поверхности составляет океан. Здесь имеется лишь несколько островных станций и кораблей погоды. Обычные корабли часто измеряют и передают данные о температуре, давлении и ветре [6].
В рамках Всемирной службы погоды особое внимание уделяется организации наблюдений с метеорологических спутников. Измеряя с помощью бортовой аппаратуры спутника параметры излучения тепла различных слоев атмосферы, можно получить богатый материал для изучения происходящих в ней процессов. Кроме того, спутник может служить хорошим средством для сбора информации с наземных метеорологических пунктов, разбросанных по всему земному шару. За время одного оборота вокруг Земли спутник собирает данные, которые в 100 раз превышают информацию, поступающую со всех метеорологических станций, и, кроме того, дает сведения о погоде на той части поверхности земного шара, которая является «белым пятном» для метеорологов [6].
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 [25].
Всю совокупность методов современного прогнозирования погоды можно свести к следующим группам методов:
4) смешанные (синоптико-статистические, синоптико-гидродинамические).
Разработке научного прогноза погоды предшествует глубокий, физически обоснованный комплексный анализ синоптической обстановки. После того как на картах проанализировано положение барических систем, воздушных масс и атмосферных фронтов, выявлен характер погоды во фронтальных зонах и вне этих зон, синоптик переходит к составлению прогноза, который представляет собой научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды. Вначале составляется прогноз синоптического положения, а затем на его основе - прогноз значений различных метеорологических элементов и характеристик погоды. Прогноз синоптического положения включает в себя прогноз будущего положения воздушных масс с их свойствами, положения барических систем и атмосферных фронтов.
Прогноз синоптического положения является подготовительным и в то же время основным этапом разработки детализированного прогноза погоды. При этом следует учитывать, что прогноз синоптического положения отражает только фон крупномасштабных процессов, на которые местные условия могут оказать существенное влияние. Тем не менее, чем вернее спрогнозировано синоптическое положение, тем правильнее будет разработан и прогноз погоды.
К числу синоптических методов прогноза синоптического положения следует отнести:
1) приемы формальной экстраполяции,
2) приемы физической экстраполяции,
3) качественную оценку синоптика о предполагаемом развитии атмосферных процессов [6].
Следует отметить, что личный опыт синоптика и уровень его знаний во многом предопределяет качество разрабатываемых им прогнозов погоды. В этом заключается недостаток синоптического метода прогноза погоды в сравнении с объективными (численными) методами.
Выявляя закономерности развития атмосферных процессов и тенденцию их дальнейшей эволюции в процессе анализа серии последовательных карт погоды, сопоставляя это развитие с ранее наблюдавшейся схемой процесса и привлекая различного рода правила и признаки, полученные из опыта работы, синоптик дает качественную оценку наиболее вероятному развитию синоптического процесса и погодных условий в интересующем его районе. Большую роль при этом играют шаблоны или аналоги, взятые из арсенала прошлых, ранее наблюдавшихся процессов и представляющие подобие текущих процессов. Однако полного подобия в ходе метеорологических и явлений обычно не наблюдается.
Синоптический метод широко востребован для краткосрочных прогнозов погоды (до двух суток).
Основой современной системы прогнозов являются гидродинамические модели атмосферы, основанные на решении системы уравнений гидродинамики, описывающих с определенной степенью точности поведение атмосферы. Система уравнений, определяющая поведение атмосферы, очень сложна и нелинейна. Поскольку не существует общих методов решений такой системы аналитически, возникает необходимость использования численных методов, обычно с использ
Теория и практика методов прогнозирования погоды дипломная работа. Геология, гидрология и геодезия.
Топик На Тему Industry Overview
Курсовая работа: Комплексное исследование рынка мобильного телефона SIEMENS SXG 75
Сочинение Базаров И Пп Кирсанов
Реферат На Тему Доядерные Организмы
Реферат: Средство для ванн
Контрольная Работа По Информатике 1 9 Класс
Красная Книга Животные Реферат
Что Такое Равнодушие Сочинение 70 Слов
Реферат: Кредитование малого бизнеса 4
Реферат: Влияние рекламы на формирование потребительского спроса. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Динамическая сторона психологии нации
Блонский Биография Реферат
Реферат по теме Учение Эпикура о преодолении страха
Реферат: Современные средства связи
Реферат На Тему Древняя Цивилизация Майя
Курсовая работа по теме Уголовное судопроизводство
Реферат По Физкультуре Здоровье Человека
Образец Выполнения Контрольной Работы
Блоки Итогового Сочинения 2022 Фипи
Реферат по теме Великие химики
Учет и аудит материалов в МП г. Красноярска "КПАТП № 5" - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Роль Na и К в организме человека - Биология и естествознание презентация
Разработка финансового плана организации - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа