Transcript Оперативни прогнози на времето в НИМХ

120 години НИМХ и 150 години
метеорологични наблюдения
8 - 9 ноември 2010 г.
ОПЕРАТИВНИ ПРОГНОЗИ НА
ВРЕМЕТО В НИМХ
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗА НА ТЕРМОДИНАМИЧНИТЕ
УСЛОВИЯ ЗА РАЗВИТИЕ НА ОПАСНИ ЯВЛЕНИЯ
доц. Христо Георгиев
р-л програма “Прогностични технологии”
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН
Параметри на оперативните
прогнози за времето
 Обществена значимост и висока степен на отговорност

С решаващо значение за ефективността на стопанските мерки
при очаквани опасни явления на времето.

Ежедневно ползване и проверка от общество и потребители
 Изисквания и ограничения

Напрегната работа на колектив от равностойни специалисти
добре подготвени в областта на съвременните прогностични и
информационни технологии.

Непрекъснат процес на работа 24 часа в денонощието, вкл.
обезпечаване надеждно действие на техническите устройства.

Баланс между обществени потребности и технологични
възможности.
 Уникалност

Всяка прогноза се прави въз основа на отделно изследване на
състоянието и термодинамичните процеси в атмосферата и
нейната подстилаща земна повърхност.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Прогностична технология в НИМХ
Препоръки на WMO
Технологично обезпечаване
• Числено моделиране
Наблюдения
• ECMWF
средносрочни/дългосрочни прогнози.
• Meteo-France/НИМХ мезомащабен модел ALADIN
Спътници, радари,
синоптични и агро станции,
за България и морски прогнози за Черно море.
аерологични наблюдения
• НИМХ регионален SVAT числен модел за анализ на
състоянието на растителната земна повърхност.
• EUM
/НИМХ/ Meteo-France спътникови
технологии и динамичен подход в синоптичната практика
Forecasting
File Server
Синоптици
Анализ на атмосферата и постилаща повърхност
Прогноза на времето и предупреждения за
опасни явления
Satellite
File Server
Принос на НИМХ в развитието на
съвременни прогностични технологии
Методология за синоптичен анализ на
атмосферната динамика разработена
в двустранно сътрудничество между
НИМХ и Meteo-France, публикувана в
книга:
Santurette, P. and Georgiev, C. G.
(2005). Weather Analysis and
Forecasting: Applying Satellite Water
Vapor Imagery and Potential Vorticity
Analysis. ISBN: 0-12-619262-6.
Academic Press, Elsevier Inc.,
Amsterdam, Boston, Heidelberg,
London, New York, Oxford, Paris,
San Diego, San Francisco,
Singapore, Sydney, Tokyo. 179 pp.
Синоптични
наблюдения
на 3 часа
Числен анализ на състоянието на земната
повърхност (растителна покривка)
SVAT модел за оценка овлажнението на растителната
покривка за територията на България, разработен и
оперативно изпълняван от д-ти Метеорология и
Прогнози на НИМХ ( Stoyanova & Georgiev, 2008).
Агро
наблюдения
на 10 дни
Пример за влажна
подстилаща повърхност.
В област Монтана има
преовлажнение в целия
еднометров почвен профил
(5, 20, 50 и 100 см
дълбочина).
Опасност от порои.
Прогноза на опасни явления в НИМХ
 Системата SYNERGY, разработена от Meteo-France и технологично
внедрена в НИМХ през 2008 г., осигурява значителни оперативни и
научно-изследователски възможности:
 Краткосрочна прогноза на времето и ранни предупреждения за
опасни явления.
 Използване на спътникови данни в помощ на анализа на
процеси на земната повърхност, включително детекция на
растителни пожари и условия за тяхното развитие.
 Практика за мултифункционална оценка на риска от опасни
явления
 Издаването на точна прогноза за опасни метеорологични
явления изисква прецизен анализ на обстановки в които има
 съчетание на специфични термодинамични условия в
долната и горната части на тропосферата (Georgiev, &
Santurette, 2009; Georgiev & Kozinarova, 2009) .
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Принос на НИМХ в обучение по приложение на
съвременни прогностични технологии
Курсове , организирани или провеждани от д-т Прогнози за обучение
на специалисти от Национални институции: НИМХ, МНО, МВР, ИАГ, СУ,
РВД: 2002, 2005, февруари, септември, октомври 2006, март и октомври 2008,
февруари и септември 2009, април – юни 2010 г.
Обучение на специалисти по европейски и глобални програми, в
което д-т Прогнози участва с лекции :
•
Курсове на EUMETSAT: Краков 2001, София 2002, 2006 и 2009, Кеия,
Румъния 2004, Микулов, Чехия 2005, Атина, Букурещ и Будапеща, 2007,
Киев 2009 г.
•
Курсове на EUMETrain - EUMETCALL обучение по Internet юни 2009 г.
•
Курс на WMO Training Course Букурещ, 2007 г.
•
Курс на Meteo-France за синоптици от Саудитска Арабия 2010 г.
•
Проект DAWBEE на EUMETSAT: Специалист от НИМХ ще извърши
инсталиране на системи за спътникова информация и обучение за
нейното оперативно използване в националните центрове по прогнози
на времето на Азербайджан и Грузия, 2010 г.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Спътникова информация в НИМХ
200 mm валеж за 6 часа,
6 август 2007 , гр. Цар Калоян
1. Спътникови данни от 12
спектрални канала на
всеки 15 минути от
геостационарния
спътник MSG и
специализирани
продукти от
EUMETSAT, за
атмосферната
циркулация,
влажността на въздуха,
облачността и
позволяват анализ на
условията за опасни
явления.
2. Архивиране
3. Разпространение на
информацията в НИМХ
и институции: МО,
МВР. ИАГ при МЗХ.
Анализ на термодинамичните условия
в долната тропосфера
6 August 2007
за прогноза на гръмотевични бури
Ходогроф на вятъра
Силно въртене на вятъра от земята до
средната тропосфера, което е признак за
топла адвекция в слоя от 950 до 500 hPa.
Вертикален
профил на вятъра
Анализ на термодинамичните условия
за прогноза на гръмотевични бури
6 August 2007
Благоприятни
условия в
Долната част
на тропосферата
зелени , червени
контури
+
Горната
тропосфера
сини контури
 Максимум в полето на топлина и влага на 850 hPa (зелени контури)
 Сходимост на вятъра при земята (червени контури)
 Разходимост на вятъра във височина (сини контури)
Анализ на динамиката във височина
21 Май 2007 за прогноза на гръмотевични бури
• Вихър във високата тропосфера:
числен модел и спътникова симка
• Радиосондиране на
тропосферата показва
висока енергия на
неустойчивост (CAPE =
1364 J/kg), конвективна
неустойчивост (сух
въздух в средната
тропосфера).
Анализ на динамиката във височина
за прогноза на гръмотевични бури
Пропадане на
тропопаузата
Усилването на динамиката със
стратосферно нахлуване в
горната тропосфера води до
разветие на интензивна конвекция
и особено опасни явления
Торнадо,
21 Май 2007
с. Калековец, Пловдивско,
14-15 UTC
По информация на Гражданска
защита и очевидци
разпространени в медиите.
Анализ на динамиката във височина
за прогноза на гръмотевични бури
5 August 2005
Количества валеж
измерени за 24 часа
> 100 l/m2
12 станции
> 50 l/m2
40 станции
Ихтиман – 234 l/m2
Костенец – 184 l/m2
Ботевград – 160 l/m2
летище Г. Димитров – 134 l/m2
Спътниковите наблюдения са средство за анализ на
динамиката във височина: Движението на атмосферен вихър
от Алпите до Балканския полуостров се наблюдава от спътник
Мирково – 134 l/m2
24 часа преди да нахлуе над България със струйно течение.
Анализ на динамиката във височина
за прогноза на гръмотевични бури
5 August 2005
Количества валеж
измерени за 24 часа
> 100 l/m2
12 станции
> 50 l/m2
40 станции
България
Ихтиман – 234 l/m2
Костенец – 184 l/m2
Ботевград – 160 l/m2
Атмосферен вихър 6 часа преди да нахлуе над България летище Г. Димитров – 134 l/m2
със струйно течение: Спътниковите наблюдения са средство
за анализ на динамиката във височина. Височината на
Мирково – 134 l/m2
динамичната тропопауза е адекватното диагностично поле.
Издаване на метеорологични
прогнози за времето от НИМХ
 НИМХ София и филиали

Варна

Плевен

Пловдив

Кюстендил
 Информационна обезпеченост
 Данни от синоптични наблюдения от филиалите към
НИМХ София.
 Информация от НИМХ София към филиалите
(спътникови и радарни наблюдения, числени
прогнози).
 Взаимодействие

Оперативна връзка и взаимодействие между дежурните от
НИМХ София и филиалите за уточняване на прогнозите.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Видове оперативни прогнози на времето
Департамент “Прогнози за времето” на НИМХ осигурява:
•
постоянно - свръх краткосрочни прогнози за времето - до 3 часа;
•
ежедневно - краткосрочни прогнози за времето - до 48 часа;
•
ежедневно - средносрочни прогнози за времето - до 15 дни;
•
месечно - дългосрочни месечни прогнози за времето - до 30 дни;
•
постоянно - информация за времето в момента;
•
постоянно - прогнози за опасни метеорологични явления в България;
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Прогнози за държавни институции
• При очаквани бедствени ситуации се издават прогнози и се оказва
съдействие на структурите на гражданска защита;
• При необходимост, съвместно с департамент САХ на НИМХ, осигурява
анализ и метеорологична интерпретация на резултатите от числена
прогноза за химическия състав на атмосферата”;
• Ежедневно , съвместно с департамент Метеорология на НИМХ се
извършва анализ на процеси на земната повърхност, включително
детекция на пожари и условия за тяхното развитие, в изпълнение на
Споразумения за сътрудничество м/у НИМХ, МВР и ИАГ при МЗХ.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Прогнози за обществото
Прогнози на времето,
необходими във връзка със
специфични дейности на
обществеността се
разпространяват посредством
• телевизия, радио, вестници, web,
сред които са националните медии:
БНР, БНТ, БТВ, НОВА, ББТ,
както и други по-малки телевизии;
• национални информационни
агенции: БТА, Фокус;
• ежедневни вестници: Монитор,
Новинар, Телеграф, Дневник и др.;
• денонощна връзка за информация
на гражданите по телефона с
дежурните синоптици;
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Специализирани прогнози
на времето
Специализирани прогнози на
времето по заявка се издават:
• за конкретни райони в и извън България.
• транспорт - сухопътен, железопътен и
морски;
• енергетика и топлофикация;
• строителство;
• туризъм - летен и зимен;
• аграрен сектор;
• консултиране - стратегическо планиране;
• спортни състезания, кинематография и
други специфични дейности;
• масови граждански и обществени прояви.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
МЕТЕОАЛАРМ
информационна система за краткосрочна
прогноза на времето и опасни явления
Национален Институт
по Метеорология
и Хидрология,
БАН. 120 години
Българска метеорологична
служба
Национален
Институт
по Метеорология
и Хидрология,
БАН
Радиолокационна информация в НИМХ
Композиция от
изображенията на
височината на
облаците от три
радиолокатора на:
• НИМХ (Гелеменово),
МРЛ-5.
• РВД (София и Варна),
Gematronik.
Радиолокационни
мозайки се генерират
в НИМХ на всеки 15
минути.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Радиолокационна информация в НИМХ
Специализиран софтуер на
НИМХ за обработка на
радарната информация
дава оценки за вида на
облачността и
метеорологични явления
(вятър, дъжд и сняг,
градушка, пороен валеж).
Степента на опасност на
явленията се показва със
съответен цвят.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Спътникова информация в НИМХ
Пример: 24 юли 2007, 13:15 UTC
Жълто: потенциален пожар
1. Детекция на
вероятни пожари на
всеки 5 минути от
геостационарния
спътник MSG и 4
пъти в денонощието
от MODIS прибора
на спътници на
NASA.
2. Архивиране и
Разпространение на
информацията
(за НИМХ, и
национални
институции).
Червено: пожар
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Синоптични
наблюдения
на 3 часа
Числен анализ на състоянието на земната
повърхност (растителна покривка)
SVAT модел за оценка овлажнението на растителната
покривка за територията на България, разработен и
оперативно изпълняван от д-ти Метеорология и
Прогнози на НИМХ ( Stoyanova & Georgiev, 2008).
Агро
наблюдения
на 10 дни
Пример за суха
подстилаща повърхност:
• Ограничени условия за
приток на влага от
растителността към
атмосферата.
• Агрометеорологична суша
и риск от пожари.
Информационна система за риск от пожари
WEB Технология за обмен на информация
И АГ
Изпълнителна агенция
по горите
МВР
Спътникови продукти за пожари в
прогностична информационна среда
05/08/2009
• Оценка
интензитет
на валеж
спътника
MSG
• Вятър
(синоптични
станции)
• Вероятни
пожари
наблюдавани
от MSG
SYNERGIE, средство в помощ на синоптика за оценка, детекция от
спътници и прогноза на риска от възникване и развитие на пожари.
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Числени средносрочни прогнози
Прогноза на полето на облачността (висока, средна и ниска облачност)
За изготвяне на средносрочни прогнози се използват
детерминистични прогнози на метеорологичните елементи.
Вероятностни средносрочни прогнози
Вероятности за отрицателни температури, вятър и валежи
с различна обезпеченост за различни прагови стойности
За изготвяне на средносрочни прогнози се използват ансамблови,
вероятностни прогнози. Разнообразието е голямо, с възможност за прогноза
Вероятностни средносрочни прогнози
Вероятност за потенциално опасни явления – прогнозирани стойности за температура,
вятър и валежи далеч от климатичните норми
Вероятностни средносрочни прогнози
Потенциални сценарии за развитие на баричните системи определящи
характера на времето, усреднени и групирани по сходство
Вероятностни дългосрочни прогнози
Месечни
прогнози на
базата на
продуктите от
ECMWF се
обновяват
седмично.
Има голямо
разнообразие на
продуктите,
като повечето
усреднени за
една седмица.
На базата на климатични данни за всеки сезон са разработени характерни обстановки, като
се пресмята каква е вероятността да се случи подобен сценарий на развитие на времето
Вероятностни дългосрочни прогнози
Вероятността, с различна обезпеченост, през съответната седмица на месеца
да се има валеж над климатичната норма (има за температура, и приземно
Краткосрочни перспективи за развитие
1. Оптимизиране на работа с националните институции
- нормативно регламентиране на дейността на НИМХ;
-
съвместно със заинтересованите национални
институции да се уточнят критериите за опасни
явления в Метеоаларм за България и вида на
предупрежденията.
2. Издаване на Метеоаларм за Европа (2011 г.)
3. Утвърждаване и развитие на практика за
мултифункционална оценка на риска от опасни явления.
4. Усъвършенстване на WEB сайта за по лесно ползване от
потребителите на прогнози .
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба
Благодарности
Постигнатото в научен и оперативен аспект е резултат на
професионална работа на много специалисти в продължение на
десетилетия, а това представяне е подготвено със
съдействието на колегите от д-т Прогнози на времето.
Литература
Georgiev, C.G. and Santurette, P. (2009). Mid-level jet in intense convective
environment as seen in the 7.3 µm satellite imagery. Atmos. Res., 93
(2009), pp. 277-285.
Georgiev, C.G. and Kozinarova, G. (2009). Usefulness of satellite water vapour
imagery in forecasting strong convection: A flash-flood case study. Atmos.
Res., 93 (2009), pp. 295-303.
Santurette, P. and Georgiev, C. G. (2005). Weather Analysis and Forecasting:
Applying Satellite Water Vapor Imagery and Potential Vorticity Analysis.
ISBN: 0-12-619262-6. Academic Press, Elsevier Inc.
Stoyanova, J.S. and Georgiev, C.G. (2008). A process-based agro-ecosystem
SVAT model as diagnostic tool of land surface state. 10th Plinius Conference
on Mediterranean Storms, Nicosia, Cyprus, 22-24 September 2008, EGU
CD-ROM, PLINIUS10-A-00056
Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба