Прогноз мезомасштабной погоды

-- ALADIN
(Aire Limitée Adaptation dynamique
Développement InterNational),
(Франция); -- COSMO
(The Consortium for Small-scale
Modeling), (Германия);
-- HIRLAM
(HIgh Resolution Limited Area Model),
(Скандинавские страны);
С 1 октября 2009 г. Росгидромет является полноправным членом консорциума.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
КОНСОРЦИУМЫ ЕВРОПЫ:
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ: UM
МЕЗОМАСШТАБНЫЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ
США: WRF – ARW (Advanced Research WRF),
WRF – NMM (Nonhydrostatic Mesoscale Model)
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

COSMO-RuSib Δx =14 км
GME: начальные и граничные условия
Универсмада 2013
COSMO-Ru6, , Δt=60 с
COSMO-Ru13 , Δt=120 с
Область: 900 км * 1000 км
Сетка: 420*470 * 50
Шаг: 2.2 км
Шаг Δt : 20 c
Прогноз: 24 / 42 час
Область: 4900 км * 4340 км
Сетка: 700*620 * 40
Шаг: 7 км
Шаг Δt: 66 c
Прогноз: 78 / 48 час
Область: 5000 км * 3500 км
Сетка: 360*250 * 40
Шаг: 14 km
Шаг Δt: 80 c
Прогноз: 78 / 48 час
Сетка: 1 474 562 * 60
Шаг: 20 km
Δt: 110 s
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

Прогностическое моделирование движения атмосферы над Северным полушарием:
внешняя модель (предоставляет начальные данные и боковые условия),
внутренняя модель
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

13 апреля 2011 г. ЦМКП приняла решение о ВНЕДРЕНИИ системы мезомасштабного прогноза погоды COSMO-RU в оперативную практику в качестве базовой для использования в ГУ “Гидрометцентр России” и других прогностических учреждениях Росгидромета.
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

МЕТОД
РЕШЕНИЯ
Marchuk, G. I., 1975: Numerical Methods in Weather Prediction.
Academic Press, 227 p.
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

ПОЧВА: 7 – уровней
ВОДНЫЙ БАЛАНС
БАЛАНС ЭНЕРГИИ
T = const
N p, mm z, m
0,5 20 23589
1 30 22300
8,5 203 11879
17,5 499 5569
27,5 830 1546
35,5 975 214
39,5 997 20
40 998 10
40,5 1000 0
Пограничный слой
АТМОСФЕРА: 40 – уровней
n-1/2 w, z
n T,u,v, p0 n+1/2 w, z
УРОВНИ
COSMO-Ru7
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

COSMO-RU07
&&
COSMO-RU02
< 1550 м :
12 уровней
13 уровней
< 550 м :
8 уровней
8 уровней
07.11.2013

Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
Пояснение к следующему слайду:
Ниже приведена система негидростатического краткосрочного прогноза погоды COSMO-Ru для 5 территорий : COSMO-Ru7, COSMO-Ru2 для ЦФО, COSMO-Ru2 для Сочи-2014, COSMO-Ru14Sib и COSMO-Ru13 для всей Европы и северной части Азии. Прогнозы проводятся 4 раза в сутки, ежедневно подготавливается и рассылается пользователям примерно 8000 прогностических карт и около 1000 метеограмм.
Подготовлена специальная версия COSMO-Ru2 для проведения метеорологического обслуживания Универсиады 2013 г., Казань. Для метеорологического обеспечения Зимней олимпиады Сочи-2014 подготовлен международный проект CORSO, в его рамках проведена работа по консолидации усилий членов консорциума COSMO по разработке и применению ансамблевых прогнозов с шагом сетки 2,2 км, усвоению данных наблюдений эффективной версии совместной модели атмосферы и деятельного слоя подстилающей поверхности с шагом сетки 1,1 км.
07.11.2013

COSMO-RuSib Δx =14 км
GME: начальные и граничные условия
Универсмада 2013
COSMO-Ru6, , Δt=60 с
COSMO-Ru13 , Δt=120 с
Область: 900 км * 1000 км
Сетка: 420*470 * 50
Шаг: 2.2 км
Шаг Δt : 20 c
Прогноз: 24 / 42 час
Область: 4900 км * 4340 км
Сетка: 700*620 * 40
Шаг: 7 км
Шаг Δt: 66 c
Прогноз: 78 / 48 час
Область: 5000 км * 3500 км
Сетка: 360*250 * 40
Шаг: 14 km
Шаг Δt: 80 c
Прогноз: 78 / 48 час
Сетка: 1 474 562 * 60
Шаг: 20 km
Δt: 110 s
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

Высокопроизводительный
вычислительный комплекс Росгидромета
1 Тфлопс = 1012 операций в сек =
=1 000 ∙ 109 = тысяча миллиардов операций в сек.
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

--06 000 2.50 03.40 Время
DA Ru7
DA CFO- Ru2
DA SFO- Ru2
DA Ru13
Технологическая линия COSMO-Ru
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

GME (h=20 км ):
НАЧАЛЬНЫЕ и ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ (GRIB)
02.45-02.50 GME ==> COSMO-RU НАЧАЛЬНЫЕ и ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ COSMO-RU - GRID
02.50-03.20 COSMO-RU
GRIB: COSMO-RU ПРОГНОЗЫ и ТЕКСТОВЫЕ МЕТЕОГРАММЫ
03.20-03.30 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ
КАРТЫ и МЕТЕОГРАММЫ
03.30-03.35 E-MAILS
03.30-03.45 FTP: ФАЙЛЫ, КАРТЫ
НАЧАЛО
КОНЕЦ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ COSMO-RU07
02.45
03.45
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

В настоящее время ежедневно
(для 00, 06, 12 и 18 часов ВСВ) через 3 часа 50 мин. после срока наблюдения система COSMO-RU07/02 км:
за сутки подготавливает около
8000 прогностических карт и
1000 метеограмм,
автоматически рассылает их в прогностические учреждения Росгидромета,
выкладывает около 70 гб файлов в коде GRIB на ftp-серверы (за месяц > 2 Тб).
07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
Пример прогноза порывов ветра с помощью модели COSMO-Ru7 по данным за 12 час.
28 октября
2013 г.
07.11.2013

07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

07.11.2013

Основные параметры COSMO-Ru1
COSMO-Ru1
Область: 220 км x 220 км
Сетка: 200 x 200 x 50
Шаг по пространству : 1.1 км
Шаг по времени: 10 с
Заблаговременность
прогноза: до 24 ч
Время счета: 15.5 мин
Область: 495 км x 495 км
Сетка: 450 x 450 x 50
Шаг по пространству : 1.1 км
Шаг по времени: 10 с
Заблаговременность
прогноза: до 24 ч
Время счета: 54 мин
Начальные и граничные условия из COSMO-Ru2
Область: 900 км x 1000 км
Сетка: 420 x 470 x 50
Шаг по пространству : 2.2 км
Шаг по времени: 20 с
Заблаговременность прогноза: до 48 ч
Расчет выполняется на
РСК «Торнадо» , на 288 ядрах
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

07.11.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды

Case study: Heavy precipitation on 13.01.2013
Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
07.11.2013

Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
Основные результаты
В рамках проектов
FROST2014 (проект WWRP) и CORSO (проект консорциума COSMO) разработана и реализована система мезомасштабного ансамблевого прогноза COSMO-RU2-EPS для территории Сочинского региона
Модель COSMO-RU, разрешение 2.2 км, 10 реализаций, граничные и начальные условия предоставляются итальянскими коллегами
Зимой и весной 2013 года (период соревнований в Сочи) система функционировала в квазиоперативном режиме
Прогнозы на 48 часов дважды в сутки по срокам 00 ВСВ
и 12 ВСВ
Готовность прогнозов ~12:30 and 00:30 ВСВ
(~12,5 часов после срока наблюдений)
Анализ результатов для отдельных случаев (case studies) показал успешность ансамблевых прогнозов
07.11.2013