Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Научно-производственное объединение «Тайфун»

Автоматизированная технология прогноза полярных мезоциклонов для Арктического региона России

В соответствии с Планом НИТР Росгидромета в НПО «Тайфун» ведется разработка технологической линии построения в автоматическом режиме прогноза возникновения и перемещения полярных мезоциклонов (ПМЦ) в Арктическом регионе России. Прогноз строится на основе специально отобранного перечня индексов конвективной неустойчивости, имеющих особенности в районах развития полярных вихрей. Суперпозиция полей рассматриваемых индексов дает возможность формировать вероятностные прогнозы областей риска зарождения и существования ПМЦ, а также строить прогностические траектории их перемещения. Расчет индексов ведется по выходным данным численного моделирования атмосферы.

Технологическая линия включает в себя:

  • численную модель WRF-ARW с выбранными настройками и параметризациями подсеточных процессов, с заданием начальных и граничных условий по данным модели GFS;
  • программный модуль для расчета полей индексов конвективной неустойчивости;
  • программный модуль для расчета полей вероятности образования ПМЦ на основе отобранной конфигурации индексов, каждому из которых сопоставлено свое региональное пороговое значение;
  • комплекс программ запуска расчетов по расписанию;
  • программный модуль построения карт областей риска образования ПМЦ;
  • программный модуль для расчета центров областей с заданной вероятностью риска обнаружения ПМЦ;
  • программный модуль для построения траекторий перемещения центров областей с заданной вероятностью риска обнаружения ПМЦ;
  • комплекс программ для оценки опасности прохождения ПМЦ через социально и экономически значимые зоны в пределах Арктического региона России.

pmc_1.jpg
Технологическая линия подготовки прогнозов ПМЦ

Технология оперативно функционирует на базе НПО Тайфун с ноября 2021 г.

В 2024 году проведены ее независимые испытания в ААНИИ Росгидромета. По результатам испытаний общая оправдываемость прогнозов ПМЦ составила 76%.

Для повышения качества прогноза полярных мезоциклонов в дополнение к разработанному ранее программному комплексу, использующему только данные глобальной модели GFS, развернут вычислительный комплекс системы усвоения данных модели WRF – WRFDA (WRF Data Assimilation) для работы со спутниковыми данными и данными приземных наблюдений. Ведется работа по усовершенствованию методики прогноза ПМЦ.


pmc_2.jpg
Полярный мезоциклон, наблюдавшийся в Баренцевом и Карском морях в августе 2023 г.


pmc3.PNG
Перемещение области («красной зоны»)                                          Поле приземного ветра со структурой,
с вероятностью обнаружения ПМЦ более 80%                                характерной для ПМЦ – минимум скорости в                                                                                                                 центре и максимум на периферии


traj_prognos.jpg
Прогностическая траектория ПМЦ