Погода
<<  Поведение агентов в облаке интернет-образования Методы прогнозов погоды различной заблаговременности и предсказуемость метеорологических проце  >>
Рис
Рис
Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования
Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования
Область прогноза (1500х1500 км) и ее орография
Область прогноза (1500х1500 км) и ее орография
Карта типов подстилающей поверхности
Карта типов подстилающей поверхности
Карта и таблица представления информации об опасных метеорологических
Карта и таблица представления информации об опасных метеорологических
Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009 г. на 00 часов 29 мая 2009 г
Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009 г. на 00 часов 29 мая 2009 г
Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009 г. на 00 часов 29 мая 2009 г
Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009 г. на 00 часов 29 мая 2009 г
Картинки из презентации «Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013» к уроку географии на тему «Погода»

Автор: User. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока географии, скачайте бесплатно презентацию «Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 2012 КБ.

Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013

содержание презентации «Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Мезомасштабные модели прогноза погоды 18Environmental Prediction), в то время как
и возможность их использования для используется во многих странах для
метеорологического обеспечения Универсиады составления оперативных краткосрочных
2013. Гурьянов В.В. прогнозов в метеорологических службах.
2Введение. Как известно, еще в 1904 г. Модель ММ5 послужила прародительницей для
В.Бьеркнес указал, что для описания модели WRF-ARW. Здесь WRF является
атмосферных процессов можно использовать сокращением от Weather Research and
систему 7 уравнений гидротермодинамики с 7 Forecasting, а ARW – сокращением от
неизвестными: закон сохранения трехмерного Advanced Research WRF. Первое из этих
момента (3 скалярных уравнения движения); сокращений создает объединяющее начало для
закон сохранения массы сухого воздуха; двух динамических ядер: ARW,
уравнение состояния идеального газа; закон разработанного в NCAR, и NMM
сохранения энергии; уравнения для (Nonhydrostatic Mesoscale Model),
сохранения влажности во всех ее фазах. разработанного в NCEP. Предполагается, что
3Эта система уравнений содержит в в будущем это будет единая прогностическая
качестве своего решения не только система, в которой можно обращаться к
медленные синоптические процессы, но и различным динамическим ядрам (ARW или NMM)
быстрые гравитационные и звуковые волны. и к одному и тому же набору
Поэтому соответствующая конечно-разностная параметризаций. В настоящее время обе
схема требует или небольшого шага по модели представляют собой по существу
времени или исключения этих волн. отдельные прогностические системы,
Например, если шаг сетки по горизонтали требующие самостоятельной процедуры
более 10 км, то можно в третьем скалярном установки, хотя в них имеется достаточно
уравнении движения (обозначения много общих элементов.
общепринятые) оставить только градиент 19
давления и силу тяжести, т.е. перейти к 20Общая структура прогностической
гидростатическому приближению . системы WRF. Система WRF состоит из
4Так как остальные уравнения не следующих основных блоков: предварительной
упрощаются, то модель атмосферы, обработки (WRF Preprocessing System, WPS),
описываемая такой системой принято инициализации (WRFDA), модели WRF
называть квазигидростатической. Показано, (динамических модулей ARW или NMM и
что квазигидростатичность сохраняет параметризаций) и системы подготовки и
правильное описание медленных атмосферных вывода модельной продукции. Для модели ARW
процессов, но позволяет устранить существует дополнительный блок трехмерного
(отфильтровать) внутренние акустические вариационного усвоения наблюдений.
волны и несколько исказить внутренние 21Использование вложенных сеток. В
гравитационные волны, особенно модели WRF имеется возможность
распространяющиеся в горизонтальном использования вложенных сеток. При этом в
направлении. настоящее время существуют следующие
5Если шаг сетки по горизонтали менее 10 ограничения. Вложения могут производиться
км, то третье скалярное уравнение движения только в горизонтальной плоскости, поэтому
необходимо использовать без упрощений, в по вертикали область расчетов должна быть
этом общем случае модель атмосферы принято одинаковой на всех сетках. Вложенные сетки
называть негидростатической. Современные должны быть ориентированы точно так же,
системы оперативного мезомасштабного как и материнская сетка и, наконец, шаг
прогноза погоды используют каждой дочерней сетки должен быть в целое
негидростатические модели атмосферы, в то число раз меньше, чем шаг родительской
время как системы оперативного глобального сетки. Имеется также возможность решения
прогноза погоды пока в основном используют задачи на подвижной сетке.
квазигидростатические модели атмосферы. 22В качестве начальных и краевых условий
6Современные системы оперативного при работе с моделью WRF в ГМЦ (Москва)
прогноза погоды состоят из 6 полностью имеется возможность использовать четыре
равноправных подсистем: наблюдательная типа данных: Объективный анализ ГМЦ (автор
подсистема, телекоммуникационная Багров А.Н.) с шагом 1,25 гр., проводимый
подсистема, вычислительная подсистема, 2 раза в сутки (00 и 12 СГВ) и прогнозы по
подсистема усвоения данных, подсистема глобальной спектральной прогностической
моделирования процессов в атмосфере, почве модели, версии Т194L31 (в базе через 12
и океане, подсистема постпроцессинга. часов до 5 суток). Объективный анализ ГМЦ
Подчеркнем, что плохая работа или плохое с шагом 1,25 гр. (автор Цырульников М.Д.)
использование любой из этих подсистем проводимый 2 раза в сутки (00 и 12 СГВ) и
ухудшает качество прогноза погоды, даже прогнозы по глобальной полулагранжевой
если идеально работают все остальные модели (автор Толстых М.В.) (в базе через
подсистемы. В этом смысле и понимается 12 часов до 5 суток). Объективный анализ и
полноправность подсистем. прогнозы NCAR/NCEP – США в 1 градусной
7В настоящее время во всех крупных сетке, получаемые по сети Интернет 4 раза
прогностических центрах мира основой в сутки (00, 06, 12 и 18 СГВ) и прогнозы
технологии прогноза погоды является от каждого анализа (через 6 часов до 5
крупномасштабная (как правило, глобальная) суток). Международная сеть GLORIAD.
гидродинамическая модель с постепенно, 23Международный проект GLORIAD. В
уменьшающимся, но все еще достаточно последние годы в связи с формированием
грубым пространственным разрешением. ряда крупных международных научных
8Таблица 1. Свойства оперативных проектов (в том числе ориентированных на
глобальных моделей атмосферы (январь 2007 создаваемые системы распределенных
г ). Страна, Система или модель. ПРОГНОЗ: вычислений и хранения данных - ГРИД)
схема, количество уровней; шаг сетки, возникли новые требования к передаче
заблаговременность прогноза (сутки). больших объемов информации. До сих пор
АНСАМБЛЬ: схема, кол-во уровней; кол-во обмен данными между
членов ансамбля, шаг сетки (км), научно-исследовательскими центрами разных
заблаговременность прогноза (сутки). стран осуществлялся, как правило, через
Вычислительная система, состав, пиковая общую сеть Интернет, что накладывало на
производительность Тфлопс. ECMWF, IFS. него существенные ограничения по скорости
TL799 L91; 25км, 10 суток. TL399 L62; 51; и качеству. Однако новые требования
50км, 0-10 сут TL255 L62; 51; 60км, 11-15 рождают и новые предложения, которые уже
сут. IBM p690, 2x68 узлов, 20. сейчас могут быть реализованы в некоторых
Великобритания, UM. КР, L50; 40км, 6. L38; сетевых инфраструктурных проектах, одним
24; 90км, 15. NEC SX6, 34 узла; NEC SX8 16 из которых является ГЛОРИАД (GLORIAD -
узлов, 4. Германия, GME. КР, L40; 40км, 7. Global Ring Network for Advanced
??????? IBM p690; 2x52 узлов, 2x3.1. Application Development) - глобальная
Россия, СМ. T85 L31, 150км, 10. ??????? высокоскоростная сетевая инфраструктура,
Itanium 4x4; 0.1. Сша, gfs. T382 L64; специально предназначенная для
52км, 0-7 T190 L64; 104км,7-16. T126 L28, телекоммуникационного обеспечения
45; 160км, 16 суток. IBM p655 (Cluster передовых научных проектов. ГЛОРИАД
1600), 7.8. Франция, ARPEGE IFS (EC). поддерживается консорциумом 11 стран: США,
TL358 L41; 23-133км, 0-4 TL511 L60; 40км, Российской Федерации, Китайской Народной
4-7. TL358 L41, 11; 23-133км; 2.5 суток. Республики, Кореи, Нидерландов, Канады и
Fujitsu VPP5000, 31 процессор, 1.2. Япония стран Северной Европы (Дании, Швеции,
GSM. TL319 L40; 56 км, 9. T159 L40; 51; Норвегии, Финляндии и Исландии), каждая из
112 км, 9 суток. HITACHI 11000/K1, 2?80 которых вносит свой вклад в построение
узлов?16 пр, 21. глобальной оптической сети кольцевой
9Рис.1. Осредненные топологии с пропускной способностью 10
среднеквадратические ошибки прогноза на 3 Гбит/с. Со стороны России координатором
и 5 суток поля давления для внетропической проекта является Российский научный центр
зоны Северного полушария на уровне моря "Курчатовский институт".
для глобальных моделей различных http://www.gloriad.ru/.
метеослужб (DWD - Метеослужба Германии, 24Области применения сети GLORIAD :
ECMWF - Европейский центр среднесрочных Астрономия Метеорология Термоядерный
прогнозов, France - Метеослужба Франции, синтез Геофизика Grid-вычисления Физика
Japan - Метеослужба Японии, UK - высоких энергий Медицина Сети.
Метеослужба Великобритании, USA - 25Предварительная обработка (WPS).
Метеослужба США). Система предварительной обработки
10Несмотря на успехи в гидродинамическом представляет собой комплекс из трех
моделировании и системе усвоения данных в программ, который готовит входные данные
последние десятилетия, крупномасштабные для программы инициализации real.exe при
модели имеют в ряде регионов различные расчетах по реальным начальным данным. В
систематические ошибки, природу которых первой программе regrid определяются
установить непросто. Наиболее вероятным модельные области и производится
источником подобных ошибок могут являться интерполяция географических и статических
недостатки в описании свойств подстилающей переменных в узлы сетки. Во второй
поверхности в сетке с большими программе ungrib выбираются поля из сводок
пространственными шагами. Возможны также ГРИБ (сейчас из сводок ГРИБ2). В третьей
ошибки в описании физических процессов в программе metgrid производится
атмосфере, например в описании облачности, горизонтальная интерполяция
также возможно связанные с недостаточным метеорологических полей в узлы модельных
пространственным разрешением моделей. Во сеток, определенных в программе geogrid.
всех ведущих прогностических центрах 26Инициализация (WRFDA). Инициализация
развиваются различные подходы по (усвоение данных) модели WRF-ARW
уменьшению этой систематики, прежде всего производится в программе real (название
за счет увеличения пространственного real относится к случаю прогнозов по
разрешения моделей. Одним из методов реальным данным). В этой программе
увеличения пространственного разрешения производится вертикальная интерполяция
является использование региональных начальных данных в орографические
(мезомасштабных) гидродинамических координаты модели и заготавливаются
моделей. При этом начальные данные и граничные условия на срок прогноза по
краевые условия для этих моделей данным материнской модели. На этой стадии
получаются из анализов и прогнозов по может быть подключен блок трехмерного
крупномасштабной модели. вариационного усвоения данных, который
11Так как главное внимание в данном обеспечивает усвоение обычных, спутниковых
сообщении посвящено мезомасштабным и радиолокационных измерений.
процессам в атмосфере, то напомним, что к 27Модель WRF. Обе модели WRF (ARW и NMM)
ним относятся процессы с горизонтальным состоят грубо из двух частей:
масштабом от 2 км до 2000 км. динамического ядра и набора параметризаций
12В литературе можно встретить выделение физических процессов. Динамические ядра
трех подгрупп мезомасштабных процессов: ?- являются существенно различными. По ним,
мезомасштаб (200 км -2000 км), ?- собственно, и различаются модели ARW и
мезомасштаб (20 км -200 км), ?- NMM. Многие параметризации являются общими
мезомасштаб (2 км -20 км). Для описания для обеих моделей и выбираются заданием
волны требуется интервал, не менее 4 шагов соответствующих признаков (переключателей)
сетки. Поэтому, строго говоря, к ? в списках вводимых переменных (NAMELIST).
–мезомасштабным моделям атмосферы можно 28Система подготовки вывода модельной
отнести модели с шагами сетки не более 50 продукции. В обеих моделях имеются блоки
км, к ?- мезомасштабным моделям атмосферы диагностики, в которых рассчитывается
- с шагами сетки не более 5 км и, наконец, достаточно большое количество
?- мезомасштабным моделям атмосферы - с дополнительных переменных, используемых в
шагами сетки не более 500 м. практике синоптических прогнозов. Кроме
13Современные системы оперативного этого в системе вывода обеспечивается
мезо-масштабного прогноза погоды возможность интерполяции переменных с
основываются на работе совместно с модельных уровней на изобарические
системой глобального прогноза погоды. А поверхности или геометрические высоты.
именно, подсистема глобального Предусмотрена также возможность
моделирования процессов в атмосфере, почве представления выходной продукции в коде
и океане должна поставлять начальные и ГРИБ для ее распространения по линиям
прогностические данные на боковых границах связи. Выходная информация содержит около
области мезомасштабного прогноза и поле 200 наименований переменных,
начального приближения для восстановления характеризующих состояние атмосферы,
начального поля по данным наблюдения, если подстилающей поверхности и почвы, включая
не существует соответствующая подсистема гидрологические характеристики типа
усвоения данных. поверхностного и грунтового стока.
14Современные системы оперативного 29Использование модели WRF для
мезомасштабного прогноза погоды. В метеорологического обеспечения Универсиады
настоящее время в Европе метеослужбы 2013. Модель WRF может быть использована
разделились на несколько групп для по следующим основным направлениям: 1.
эксплуатации и усовершенствования Оперативный прогноз погоды а)
оперативных систем мезомасштабного сверхкраткосрочный прогноз (в интервале
прогноза погоды: ALADIN (Aire Limit?e времени 0-12 часов) б) краткосрочный
Adaptation dynamique D?veloppement прогноз (в интервале времени 12-72 часа)
InterNational) – основой являются в) среднесрочный прогноз (от 3 до 7
разработки метеослужбы Франции; внутри суток). 2. Мониторинг и прогноз опасных
группы ALADIN страны центральной Европы метеорологических явлений (сильный дождь,
(Австрия, Венгрия, Румыния, Словакия, град, сильный ветер, экстремально высокая
Словения, Чешская республика, Хорватия) температура).
создали подгруппу LACE (Limited Area 30Для оперативного прогноза погоды нужно
modelling in Central Europe) с решить 3 задачи: Приобретение кластера с
региональным центром в Праге; COSMO быстродействием 10 teraflops для
(COnsortium for Small-scale MOdelling) – составления прогнозов на ограниченной
основой являются разработки метеослужбы территории на двух вложенных сетках с
Германии (с 2007 сюда входит и Россия); шагом 3 км (внешняя сетка) и шагом 1 км
HIRLAM (High Resolution Limited Area (внутренняя сетка) (около 10 млн. руб.).
Model) – основой являются совместные Выделение серверной комнаты (50 м2) с
разработки метеослужб скандинавских стран хорошим кондиционированием (2 кондиционера
и Испании, при этом с самого начала мощностью по 75 кВт) и достаточными
создания этой группы Франция принимает энергоресурсами (50-60 кВт для кластера)
участие на уровне научных разработок. (около 4 млн. руб.) Наличие линии связи с
15Характеристики негидростатических быстротой передачи до 10 Мбит/с для
моделей в их оперативных вариантах. получения анализов и прогнозов из
Страна, название модели. Срок прогноза материнской модели GFS (США). Если эти
(часы). Шаг сетки по горизонтали (км). проблемы будут решены, то ГМЦ поможет с
Количество уровней по вертикали. Источник установкой WRF-ARW в Казанском
информации на боковых границах. Система университете.
усвоения данных. Канада Reg-GEM. 48. 15. 31Мониторинг и прогноз опасных
58. GEM. 4DVAR. Китай GRAPES_Meso. Не метеорологических явлений. Рассмотрим
известен. 30. 33. GRAPES. Не известна. Сша решение этой задачи на примере Мурманской
wrf-nmm wrf-arw. 84. 12. 60. GFS. 3DVAR области (работа выполнена Гидрометцентром
(GSI). Япония NHM. 33. 5. 50. RSM. Meso РФ).
4DVAR. 32Прогноз Опасных Метеорологических
16Модель WRF (Weather Research and Явлений для Мурманской области с помощью
Forecasting). Рассмотрим более подробно гидродинамической модели высокого
модель WRF (динамические ядра ARW и NMM), пространственного разрешения.
поскольку она является моделью общего Прогнозируется пять видов опасных явлений,
пользования, может быть установлена без характерных для северных областей России в
каких-либо лицензионных условий и четырех градациях Градации Крас Оранж Желт
используется в Гидрометцентре России. Зел (оч оп) (опасная) (пот оп) (спок) 1
17История развития модели WRF. В США Ветер F?25 14?F< 25 12? F<14 F<
работы над негидростатическими моделями, 12 2 Дождь R?50 15?R<50 07? R< 15
ориентированными на воспроизведение R< 7 3 Снег R?20 6?R<20 3 ? R< 6
достаточно широкого круга мезомасштабных R < 3 4 Мороз L ?-45 -45<L?-40
атмосферных процессов, начались примерно в -40<L? -35 L>-35 5 Жара H ?30
1977 году, но не в метеорологической 25?H<30 20?H<25 H<20.
службе, как в Европе, а в университетах 33Область прогноза (1500х1500 км) и ее
или Национальном центре по исследованию орография.
атмосферы (NCAR, National Center for 34Карта типов подстилающей поверхности.
Atmospheric Research), который является 35Карта и таблица представления
межуниверситетской организацией. информации об опасных метеорологических
Практически одновременно и параллельно явлениях.
развивались две наиболее известные 36Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009
негидростатические системы: RAMS и MMN. г. на 00 часов 29 мая 2009 г.
Первая из них была разработана в 37Прогноз ветра от 12 часов 28 мая 2009
Университете шт. Колорадо. Сокращение RAMS г. на 00 часов 29 мая 2009 г.
происходит от Regional Atmospheric 38Другие возможные применения модели
Modeling System. Второе сокращение никогда WRF: Исследование регионального климата РТ
не встречается, бука N поставлена здесь и прилегающих территорий. Исследование
вместо номера, который менялся с годами, региональных циркуляционных и
начиная с N = 1 до N =5. В последние 15 режимообразующих процессов (взрывной
лет наращивание номеров прекратилось и циклогенез, местная циркуляция, конвекция
название модели застыло на ММ5: Mesoscale и др.). Изучение загрязнения атмосферы.
Model 5 (модель пятого поколения). В Специализированные метеорологические
дальнейшем менялись только номера версий. прогнозы. Использование в учебном
18На протяжении последних 15 лет модель процессе. Создание университетского бюро
ММ5 широко распространилась по всему миру. погоды с широким привлечением студентов
Интересно отметить, что в самих США модель (можно в форме малого предприятия) для
ММ5 никогда не имела статуса оперативной метеорологического обслуживания
модели NCEP (National Centers for организаций Казани и РТ.
Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013.ppt
http://900igr.net/kartinka/geografija/mezomasshtabnye-modeli-prognoza-pogody-i-vozmozhnost-ikh-ispolzovanija-dlja-meteorologicheskogo-obespechenija-universiady-2013-168392.html
cсылка на страницу

Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013

другие презентации на тему «Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013»

«Прогноз погоды» - Точно узнавать погоду синоптикам помогают приборы. Люди, которые наблюдают за погодой, называются синоптики. Что такое прогноз погоды? Насколько важно знать человеку прогноз погоды? Обширные наблюдения проводят в обсерваториях. Тема: «Прогноз погоды» 2012. Людям каких профессий особенно важно знать точный прогноз погоды?

«Модель отношения между понятиями» - Отношение, как и любой другой объект, может являться объектом моделирования. Приведи пример информационных моделей. Главное, что должны понять. Круги Эйлера-Венна создают наглядную графическую модель отношений между понятиями. Приведи пример материальных моделей. Можно построить модель отношения между понятиями.

«Мода и модель» - Я замечала что сейчас модно носить яркие и классические вещи. Louis Vuitton. Мини проект "Мода сейчас”. После войны, Коко вернулась, усовершенствовав модели. «Депрессия, чувство вины и ненависти к самому себе, Ощущение отсутствия самоконтроля. Булимия. Тогда требуется психиатр, а не хирург. Признаки булимии.

«Компьютерные модели» - Для каждого параметра определите: Название; Обозначение; Пределы; Шаг. Выяснить характер зависимости дальности полета l от угла бросания ?. Выполните компьютерный эксперимент. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ. Установите V = –0,25 м/с, проведите эксперимент и ответьте на вопросы: Как выглядит график координаты?

«Погода и климат» - Амазонская низменность. Антарктида. Серебристые облака изредка появляются в …. На каждый 1 км температура воздуха …….. на…. градусов. Нормальное атмосферное давление? Атмосферное давление? Какой климат нашей местности? Основные элементы погоды: Единица измерения ветра? Пустыня САХАРА. Погода и климат.

«Возможности интернет-рекламы» - Новая возможность № 4 Спонсорство и спецпроекты. Новые возможности интернет-рекламы. Новая возможность № 3 Интерактивные видеоигры. Интернет-телевидение ITV.BY представляет: Новая возможность № 1 Прямые трансляции. О прероллах и построллах (коротких рекламных роликах перед и после видео в интернете).

Погода

12 презентаций о погоде
Урок

География

196 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по географии > Погода > Мезомасштабные модели прогноза погоды и возможность их использования для метеорологического обеспечения Универсиады 2013