Эволюция синоптических процессов и долгосрочный прогноз температуры воздуха в Европейской части России

• Автор: Орлов, Илья Анатольевич
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Проблемы долгосрочных прогнозов погоды

1.1 Синоптические исследования прогностических свойств атмосферных процессов

1.2 Гидродинамические и статистические исследования прогностических свойств атмосферных процессов

1.3 Долгосрочные метеорологические прогнозы за рубежом

1.4 Долгосрочные метеорологические прогнозы в России

1.5 Метод долгосрочного прогноза температуры с годовой заблаговременностью Н.С. Сидоренкова

Глава 2. Формы циркуляции и глобальные климатические

характеристики

2.1 Формы циркуляции Вангенгейма-Гирса
2.2 Влияние лунных приливов на повторяемость форм циркуляции Вангенгейма
2.3 Атмосферные циркуляционные эпохи и изменение климата
2.4 Сравнительный анализ циркуляции Северного и Южного полушарий на основе типизации Б.Л.Дзердзеевского
Глава 3. Спектральный анализ вариаций атмосферного давления
и температуры и их связь с приливной составляющей изменений скорости вращения Земли
3.1 Исходные данные для исследования вариаций атмосферного давления и температуры
3.2 Спектральный анализ вариаций атмосферного давления и температуры
3.3 Влияние лунных приливов на вариации атмосферного
давления
Глава 4. Структура колебаний температуры и подбор аналогов для
прогноза

4.1 Структура колебаний температуры и задачи долгосрочного прогноза погоды
4.2 Подбор аналогов для прогноза
4.3 Методика оценки долгосрочных прогнозов температуры воздуха
4.4 Информативность корреляционного анализа и основанная на нём методика оценки долгосрочных прогнозов аномалии температуры
Глава 5. Оценка долгосрочного прогноза температуры воздуха
с годовой заблаговременностью и его использование для прогноза на месяц
5.1 Комплексная оценка прогностического метода по знаку
и величине аномалии температуры
5.2 Проверка прямых корреляционных связей между прогностическим и фактическим ходом кривых аномалии температуры за исследуемый период
5.3 Оценка корреляционных связей прогноза аномалий температуры с суточным разрешением при сдвигах
на несколько дней
5.4 Проверка оправдываемости метода прогноза по знаку и величине после сдвига прогностических аномалий температуры относительно фактических
5.5 Методика составления месячного прогноза температуры воздуха с нулевой заблаговременностью ГГМЦ МО РФ
5.6 Оперативные испытания методики месячного прогноза температуры воздуха с нулевой
заблаговременностью ГГМЦ МО РФ
Заключение
Литература

Введение
Актуальность работы.
Исключительная практическая значимость метеорологических прогнозов большой заблаговременности определяет их современную актуальность. Планировать хозяйственную деятельность во многих отраслях экономики, имеющих длительные, близкие к году, циклы невозможно без
соответствующего прогноза с годовой заблаговременностью. А в свете последних изменений климата, когда экстремальность погодных процессов увеличивается, проблема сверхдолгосрочного прогноза погоды становится ещё более актуальной.
При разработке метеорологических прогнозов используются три
основных подхода: синоптический, гидродинамический и физико-
статистический. Как известно в последние годы в метеорологической практике очень большое развитие получили прогнозы гидродинамического направления. В 70-80-е годы XX века гидродинамические модели позволили повысить эффективность краткосрочного и среднесрочного прогнозов барического поля и погоды, но долгосрочные метеорологические прогнозы на их основе не смогли достичь хороших результатов. Системы гидродинамических уравнений, отражающих фундаментальные физические законы сохранения массы и энергии, позволяют эффективно прогнозировать состояние атмосферы на сроки до 5-7 суток. С развитием компьютерной техники и применением при гидродинамических расчётах многопроцессорных супер-ЭВМ точность прогнозов повысилась. Но как оказалось даже такое техническое оснащение и увеличение детализации прогнозов не позволяет значительно увеличить предел предсказуемости прогнозов погоды. Чаще называют таким пределом возможность предвычисления обобщённых метеорологических величин на период до 2-3 недель. Понятие предела предсказуемости разработано специалистами гидродинамического направления. Между тем в последнее время начинают появляться методы долгосрочных прогнозов погоды с

аномалий температуры обычно бывают смещены к западу, а давления и осадков - к востоку от осей соответствующих высотных гребней или ложбин.
2.2 Влияние лунных приливов на повторяемость форм циркуляции Вангенгейма.
В качестве исходных данных при расчёте повторяемости форм циркуляции был взят каталог форм циркуляции Вангенгейма, который ведётся с 1891 года. Для анализа использовался, оказавшийся в нашем распоряжении, период с 1891 по 2004 годы.
В качестве меры повторяемости рассчитывались накопленные суммы возникновения той или иной формы циркуляции в течение лунного месяца раздельно по сезонам года: зима, весна, лето и осень, методом наложенных эпох. За начало каждого лунного месяца, брался день за четверо суток до максимума скорости вращения земли, когда склонение Луны в северном полушарии имеет наибольшее значение. Период брался с небольшим перекрытием и составил 29 дней.
В результате этого исследования были получены накопленные суммы каждой из форм циркуляции в каждый день лунного месяца раздельно по сезонам года. По полученным данным, для наглядного рассмотрения, было построено 12 графиков, которые представлены на рисунках с 2.3 по 2.14.
Средние статистические характеристики, полученные при этом исследовании, представлены в таблице 2.1.
Как видно из рисунка 2.3 повторяемость п западной формы циркуляции Ж зимой имеет месячный период изменений и хорошо согласуется с ходом изменения склонения Луны в течение лунного месяца. Корреляция между двумя графиками составила +0,89 со средней квадратической ошибкой ±0,04.