ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ВМО ПО РАЗВИТИЮ

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ВМО ПО РАЗВИТИЮ ГЛОБАЛЬНОЙ
СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ЧИСЛЕННОМУ ПРОГНОЗУ
ПОГОДЫ ЗА 2012 г.
Департамент по гидрометеорологии
Республики Беларусь
Республиканский гидрометеорологический центр
Минск
1. Обзор основных результатов
В 2012 году внедрен в оперативную работу счет численного
прогноза погоды по модели ММ5 на вычислительном комплексе,
образованном одним сервером. Создана конфигурация модели WRF-ARW
для счета по территории Беларуси.
2. Используемое оборудование:
Счёт мезомасштабной модели ММ5 ведётся на вычислительном
комплексе, образованном одним сервером (с двумя 4-х ядерными
процессорами Intel Е5540 (Nehalem) и 12 GB оперативной памяти)
производительностью 0,1 Тf.
Введен в эксплуатацию суперкомпьютер HP Blade System c7000
Пиковая производительность системы 3,5 Tf. На каждый из узлов
приходится 23.5Гб оперативной памяти.
3. Используемые данные и продукция, поступающие из ГСТ
Среднее количество сообщений (статистика за день):










SYNOP – 9802
SHIP – 3813
TEMP – 2292
PILOT – 540
SATEM – 2695
BATHY – 5404
AMDAR – 3594
AIREP – 9816
GRIB – 18259
BUFR – 10504
4. Система прогнозирования
4.1 Общая структура прогностической системы
Проводится счет прогноза по российско-белорусской модели (автор
В.Лосев, ГМЦ РФ) и по модели ММ5, обрабатываются готовые
прогностические поля в коде GRIB и других форматах, скаченные из
Интернета по FTP протоколу и поступающие по каналам связи. Проводится
верификация прогноза барического поля на основных изобарических
поверхностях по региональной модели, прогноза температуры, осадков для
областных
центров
Республики
Беларусь.
Все
обработанные
прогностические данные представлены в автоматизированном рабочем месте
(АРМ) синоптика.
4.2 Система среднесрочного прогнозирования (4 – 10 суток)
В оперативном режиме используются прогностические данные в коде
GRIB модели UM Метеобюро Великобритании для сетки 108x162 узлов,
разрешение 0.833° x 0.556°, заблаговременностью 144 часа с 6-ти часовым
интервалом за исходные сроки 00, 12 UTC. Обрабатываются следующие
приземные данные: температура, осадки, давление, составляющие скорости
ветра, относительная и удельная влажность, порывы ветра. С помощью
программного средства GMT проводится визуализация приземного давления
и осадков. Интерполированные значения для пунктов Республики Беларусь
записываются в базу данных. Для областных центров обрабатываются также
прогностические данные температуры и осадков из передающего центра
ГМЦ РФ с заблаговременностью 120 часов.
4.3 Система краткосрочного прогноза (0-72часа)
Проводится счет прогноза по двум моделям:
 региональной модели (автор В.Лосев, ГМЦ РФ) по исходным данным
за 00, 12 UTC. Расчет проводится для прямоугольной сетки на карте
стереографической проекции с шагом по горизонтали 75 км для 1-ой
версии и 50км для 2-ой. Сетка охватывает территорию Атлантики,
Европы и части Азии (8400x6900км). Модель использует систему
координат с 20-ю сигма-уровнями и 113x93 узлов по горизонтали,
заблаговременность 48 часов. Используется объективный анализ в коде
GRIB из передающего центра ГМЦ РФ. На границах сетки через
каждые 12 часов прогноза прогностические значения уточняются из
глобальной спектральной модели среднесрочного прогноза по
северному полушарию (T85L31, ГМЦ РФ). Проводится верификация
прогноза барического поля на основных изобарических поверхностях.
Выходная
продукция:
приземное
давление,
осадки,
поля
геопотенциала, составляющие скорости ветра на 13 стандартных
изобарических поверхностях 1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300, 250,
200, 150, 100, 70, 50 гПа. С помощью программного средства SURFER
проводится визуализация приземного давления и осадков с
дискретностью 1час.
 по модели MM5 по исходным данным за 00 UTC. Расчет проводится
для прямоугольной сетки 73х73узла на карте стереографической
проекции с шагом по горизонтали 45км, заблаговременность 48 часов.
Для визуализации прогностических полей выходной продукции модели
с дискретностью 3часа выполнена настройка универсального
картографического инструмента GMT (Generic Mapping Tools). Для
пунктов РБ значения метеоэлементов получены путем билинейной
интерполяции прогностических полей в соответствии с проекцией и
сеткой численной модели ММ5. Система визуализации в виде карт,
таблиц, графиков включена в существующую общую технологию
обработки и представления прогностических данных.
Прогностические данные численных моделей используются для расчета
критерия неустойчивости TTI, грозы по методу Решетова, для
метеообеспечения аэродрома «Минск», а именно, расчет ветра на кругу 600м,
расчет обледенения и турбулентности, представление температуры и ветра
по эшелонам.
5. Верификация прогностической продукции
В таблице представлены значения среднеквадратической ошибки
(RMSE) прогноза полей барического поля по региональной модели для
области:
63° N., 5° W.
44° N., 9° E.
66° N., 40° E.
45° N., 33° E.
Заблаговременность,ч
Ps.l.
H850
H700
H500
H300
H200
36
3,82
2,61
2,51
2,56
3,21
3,44
48
4,75
3,63
3,42
3,53
4,66
4,34
6. Планы на будущее
Экспериментальный счет на суперкомпьютере HP Blade System c7000
региональной негидростатической гидродинамической модели прогноза
WRF-ARW с вложенными сетками, с учетом уточнения геофизических
особенностей территории Беларуси.
Подготовка детализированных
численных прогнозов погоды. Разработка программных средств по прогнозу
опасных метеорологических явлений.
8. Ссылки
1. Лосев В.М. Региональная гидродинамическая модель Гидрометцентра
России // «80 лет Гидрометцентру России» // Сборник научных трудов.
/ М.:ТРИАДА ЛТД, 2010, с.36–58.
2. Васильев П.П., Васильева Е.Л. Система статистической интерпретации
выходной продукции гидродинамических моделей для среднесрочного
прогноза погоды //70 лет Гидрометцентру России.-1999.-с.118-133.
3. WRF User`s Guide [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3.
4. www.metoffice.gov.uk
5. ММ5 User`s Guide [Электронный ресурс]. – Режим доступа
www.mmm.ucar.edu/mm5/On-line-tutorial