Долгосрочное метеорологическое прогнозирование Прогноз
advertisement
Климатическая изменчивость и долгосрочные метеорологические прогнозы Валентина Моисеевна Хан Государственная научно-техническая библиотека России Научно-практический семинар «Проблемы метеорологии и климатологии» Москва, 25 февраля 2016г. План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Климатическая система Земли Основные компоненты: атмосфера, гидросфера, литосфера, криосфера и биосфера, непрерывно взаимодействующие и обменивающиеся между собой энергией и веществом. Состояние климатической системы определяет характер климатообразующих процессов – атмосферной циркуляции, теплооборота и влагооборота, которые протекают в различной географической обстановке. Внешние процессы : колебания солнечной постоянной и энергии корпускулярного излучения при изменениях солнечной активности; поглощение атмосферой изменяющейся энергии галактических космических лучей; гравитационные воздействия на атмосферу внешних планет Солнечной системы; изменения параметров вращения Земли. Внутренние процессы: взаимодействие атмосферы с океаном, поверхности суши и ледников; движение и изменения площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность и растительный покров; вулканические извержения; антропогенные изменения и др. Климатическая система Земли В атмосферных условиях теплооборот характеризует сложные процессы получения, передачи, переноса и потери тепла в системе Земля - атмосфера. Климатические условия Земли, имеющие черты сходства, объединяют в определённые типы, которые сменяют друг друга по направлению от экватора к полюсам. План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Изменение климата и климатическая изменчивость • • Климатическая изменчивость – масштаб от трех недель до нескольких десятилетий характеризует внутриклиматические колебания, или климатическую изменчивость; Изменение климата для заданной области или для Земного шара в целом характеризуется разностью между некоторыми климатическими переменными для двух заданных интервалов времени. В Статье 1 Рамочной Конвенции по Изменению Климата (РКИК) ООН "изменение климата" определяется более узко как "изменение климата, которое прямо или косвенно приписывается человеческой деятельности". РКИК ООН делает различие между "изменениями климата", приписываемыми человеческой деятельности, меняющей состав атмосферы, и "климатической изменчивостью", приписываемой влиянию естественных причин. (Груза, Ранькова 2012) Изменение климата и климатическая изменчивость Основным индикатором глобального потепления конца ХХ в. — начала ХХI в. (начиная со второй половины 1970-х годов) — является глобальная приповерхностная температура. Средняя скорость потепления составляет 0.166°С/10 лет за 1976—2012 гг. и 0.075°С/10 лет за 1901—2012 гг. В последнее 10-летие наблюдается определенное замедление (пауза) глобального потепления. Однако начало XXI в. (в среднем по земному шару) остается самым теплым 12-летием за период инструментальных наблюдений. Современные тенденции в изменении температурного режима Наиболее интенсивное потепление наблюдается весной и осенью на севере Сибири (более +1,40 С /10 лет). Летом максимальный темп роста температуры отмечается в Молдове, Украине, Беларуси и прилегающих к ним областях ЕЧР (+0,80 – +1,03 С /10 лет). Зимой наибольший рост температуры сосредоточен на арктическом побережье от Кольского п-ова до моря Лаптевых (более +0,70 С /10 лет), в европейской части СНГ, Туркменистане и в Приморье. Выделяются две области, где в среднем за период 1976–2014 гг. температура уменьшалась: одна на юге Сибири – северо-востоке Казахстана и вторая – на дальнем северо-востоке России. (Бардин. 2015) Современные тенденции в изменении режима увлажнения В изменении годовых сумм осадков на территории Северной Евразии преобладает тенденция к увеличению годовых сумм осадков, особенно на юге европейской части России, в Якутии, на побережье Охотского моря (более 5 % нормы за 10 лет). Заметная тенденция к убыванию осадков (более 5 % нормы за 10 лет) отмечается в прилегающих к Аралу областях Казахстана и Узбекистана, в Туркменистане и на побережье Восточно-Сибирского моря. Тенденция к росту осадков преобладает в Северной Евразии во все сезоны, кроме зимы. Весной она наиболее выражена; летом и осенью на значительных территориях осадки убывают, а зимой территории Северной Евразии, где осадки убывают и возрастают, примерно одинаковы. (Бардин, 2015) План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Долгосрочное метеорологическое прогнозирование Прогноз и климатические сценарии Прогноз погоды • • Предсказуемость зависит от точного описания начального состояния атмосферы Выпускаются прогнозы в детерминистской форме для практического использования на короткие сроки Климатические проекции • Сценарии возможных изменений климата в ответ на изменения внешних форсингов, таких как СО2, землепользование и др. Прогноз климатической изменчивости • Предсказуемость зависит от начальных условий медленноменяющихся компонентов климатической системы таких как ТПО, влажность почвы, ледовый и снежный покров • Выпускаются прогнозы в вероятностной форме для планирования деятельности на долгие сроки. Успешность таких прогнозов скромная. 13 Климатические сценарии и оценки тенденций Оптимистичный сценарий (B1) - 1.8°C (с диапазоном от 1.1°C до 2.9°C), пессимистичный (A1FI) - 4.0°C (с диапазоном от 2.4°C до 6.4°C). 14 Методы долгосрочного метеорологического прогнозирования • Синоптические в своей основе используют качественные показатели сходства и различия синоптических ситуаций и аналогичности в преемственности крупномасштабных атмосферных процессов. • Физико-статистические модели описывают связи между предиктантами и предикторами с помощью статистических приемов для отражения закономерностей и связей атмосферных процессов. • Гидродинамические базируются на использовании физически обоснованных моделей общей циркуляции • Комбинированные Что из себя представляет модель общей циркуляции? Система базовых уравнений гидротермодинамики, выражающих базовые законы физики (законы сохранения массы, импульса и энергии) •Уравнения движения (U, V, Wкомпоненты) •Уравнение притока тепла; •Уравнение переноса влаги; •Уравнение неразрывности; •Уравнение состояния + физические параметризации процессов подсеточного масштаба Две основные части: решение уравнений гидротермодинамики атмосферы и вычисление правых частей к этим уравнениям. Все основные климатообразующие процессы на настоящий момент стараются учесть наиболее полным образом. Три основные цели моделей: прогноз погоды, моделирование климата и усвоение данных наблюдений. Действующий вычислительный комплекс для решения задач прогнозирования Кластеры SGI Altix 4700 и ICE8200 Кластер РСК “Торнадо” Кластер SGI ICE-X Вычислитель #5 SGI UV2000 Более пяти тысяч микропроцессоров; пиковая вычислительная мощность составляет 72 терафлопс (триллионов операций в секунду); вес - более 30 тонн План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Северо-Евразийский климатический центр (СЕАКЦ) – поставщик климатической информации, включая долгосрочные метеорологические прогнозы в СНГ Цель создания Центра - климатическое обслуживание стран СНГ. В состав Центра входят учреждения Росгидромета и НГМС, связанные единой научной тематикой, процессом сбора, обработки и архивации данных наблюдений, подготовкой и распространением климатической диагностической и прогностической продукции, обеспечивающие решение возложенных на Центр задач. РОЛЬ СЕВЕРО-ЕВРАЗИЙСКОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА (СЕАКЦ) В СТРУКТУРЕ РКЦ ВМО СЕАКЦ СЕАКЦ в Азии мультифункциональный РКЦ Moscow Exeter СЕАКЦ в Европе – узел распределенного РКЦ со специализацией по долгосрочным прогнозам ECMWF Montreal Beijing DMCSEE Toulouse Seoul Tokyo Washington LC-LRFMME ACMAD ICPAC CIIFEN Pretoria Глобальные центры по выпуску ДПП (GPCs) Региональные климатические центры (RCCs) Узлы сети RCC (Pilot) Региональные Специализированные Метеорологические Центры со спецификацией деятельности Региональные Специализированные Метеорологические Центры с географической специализацией Региональные климатические институты с усиленной поддержкой ВМО Центры по предупреждению и оценкамперноса песка и пыли Центры по муссонам SADC-DMC Melbourne На 65-й сессии Исполнительного Совета ВМО (Женева, 15-23 мая 2013 г.) СЕАКЦ присвоен официальный статус многофункционального Регионального Климатического Центра ВМО (РКЦ-Москва) и РКЦ-сеть РА VI со специализацией по долгосрочному прогнозированию. LC-SVSLRF Продукция СЕАКЦ • Долгосрочные прогнозы (месяц-сезон) • Климатический мониторинг (обзор состояния и тенденций изменения климата на территории СНГ) • Данные климатического мониторинга (ряды ежесуточных и ежемесячных данных для станций ГСНК и для станций международного обмена на территории СНГ) • Специализированная климатическая продукция (мониторинг атмосферных и почвенных засух) • Учебные материалы, касающиеся технологий долгосрочного прогнозирования • Результаты научных исследований по короткопериодным колебаниям климата http://seakc.meteoinfo.ru/ - русскоязычная версия сайта СЕАКЦ http://neacc.meteoinfo.ru/ - англоязычная версия сайта СЕАКЦ http://seakc.meteoinfo.ru/ Выходные прогностические карты Оценки оперативных прогнозов Прогнозы по моделям Гидрометцентра России (ГМЦ) и Главной Геофизической Обсерватории им. Воейкова (ГГО) План доклада • Климатическая система Земли • Изменение климата и климатическая изменчивость • Долгосрочное метеорологическое прогнозирование • Роль СЕАКЦ в обеспечении климатической диагностической и прогностической информации • Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Практическое использование долгосрочных метеорологических прогнозов Компоненты Глобальной рамочной основы для климатического обслуживания Взаимодействие с пользователями является центральным звеном 3 Учет ДМП информации при долгосрочном инвестиционном планировании в электроэнергетике. Погодные и климатические факторы оказывают существенное воздействие на функционирование структур энергосистемы, приводя к различным группам рисков. Увеличение температуры воздуха в течение осеннезимнего периода на 1 C повлечет существенное сокращение отопительного периода. Что может значимо отразиться на объеме выручки, а так же на корректировке объемов востребованных в будущем мощностей. Из презентации ЗАО «АПБЭ» Кожуховский И.С., Шилин В.А., 2009 Очевидна необходимость разработки методик, позволяющих учесть климатические изменения при оценке инвестиционных проектов в энергетической отрасли. Специализированное климатическое обслуживание в интересах лесного хозяйства: долгосрочный прогноз пожароопасности ФБУ «Авиалесохрана» осуществляет оперативный контроль за достоверностью сведений о пожарной опасности в лесах и лесных пожарах. Информация поступает из разных источников, в том числе метеорологическая информация из Росгидромета, для выявления лесных пожаров и прогнозирования их развития. Прогностическая информация по оценкам пожароопасной обстановки практически полезна при планировании и осуществления комплекса мероприятий, связанных с лесными пожарами и ЧС. Прогноз пожароопасности в лесах по территории России ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» ПРОГНОЗ ГРАДАЦИЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ (ГПО) ПО ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА АВГУСТ 2014 Г. Карты ожидаемых прогностических значений ГПО в терминах «норма», «ниже нормы», «выше нормы». АВГУСТ 2014 года МОСКВА ИЮЛЬ 2014 г Долгосрочный прогноз пожароопасности используется структурными подразделениями Лесного хозяйства при подготовке и утверждении плана мероприятий по охране лесов от пожаров на территории РФ (лесопожарные формирования, пожарная техника и оборудование, выработка и принятие решений по предупреждению и ликвидации ЧС, связанных с лесными пожарами) Спасибо за внимание!
