Оглавление
- 1 История численного прогнозирования погоды
- 1.1 История численного прогнозирования погоды
- 1.2 Разработка моделей глобального прогнозирования
- 1.3 Статистика выходных данных моделей (MOS)
- 1.4 Ограничения численных моделей
- 1.5 Использование модельных комплексных прогнозов
- 1.6 Фон
- 1.7 Ранние годы
- 1.8 Более поздние модели
- 1.9 Глобальные прогнозные модели
- 1.10 Глобальные модели
- 1.11 Глобальные климатические модели
- 1.12 Модели с ограниченной площадью
- 1.13 Модели качества воздуха
- 1.14 Модели качества воздуха
- 1.15 Модели тропических циклонов
- 1.16 Модели океана
- 1.17 Статистика выходных данных модели
- 1.18 Ансамбли
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 История численного прогноза погоды
История численного прогнозирования погоды
-
История численного прогнозирования погоды
- Первые попытки ручного расчета в 1920-х годах
- Появление компьютера и компьютерного моделирования в 1950-х годах
- ENIAC использовался для первых компьютерных прогнозов
-
Разработка моделей глобального прогнозирования
- Появление первых климатических моделей
- Разработка моделей для ограниченной территории в 1970-х и 1980-х годах
-
Статистика выходных данных моделей (MOS)
- Разработка MOS для корректировки выходных данных моделей
- Применение статистических методов для обработки данных
-
Ограничения численных моделей
- Прогнозирование погоды только на две недели вперед
- Ошибки удваиваются каждые пять дней
-
Использование модельных комплексных прогнозов
- Определение неопределенности прогноза
- Распространение прогнозирования на более отдаленное будущее
-
Фон
- Субъективное прогнозирование до конца 19-го века
- Вильгельм Бьеркнес и его двухэтапная процедура прогнозирования
- Льюис Фрай Ричардсон и первая попытка численного прогнозирования
-
Ранние годы
- Первое успешное численное предсказание с помощью ENIAC в 1950 году
- Метеорологическое управление Великобритании и первые эксперименты
- Оперативное численное прогнозирование в США и Японии
-
Более поздние модели
- Использование более полных уравнений для атмосферной динамики
- Карл-Хайнц Хинкельманн и первый обоснованный прогноз
- Добавление эффектов солнечной радиации, влажности и скрытого тепла
-
Глобальные прогнозные модели
- Модели глобального прогноза инициализируют и прогнозируют погоду во всей тропосфере
- Использование примитивных уравнений и закона идеального газа
- Различные методы решения уравнений: конечно-разностные и спектральные методы
-
Глобальные модели
- Глобальная спектральная модель Национального метеорологического центра представлена в 1980 году.
- Модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды представлена в 1985 году.
- Метеорологическое бюро Соединенного Королевства использует глобальную модель с конца 1980-х годов.
- Канадский метеорологический центр использует глобальную модель с 1991 года.
- В США модель вложенной сетки (NGM) использовалась с 1987 по 2000 год.
- В 2002 году модель AVN была переименована в Глобальную систему прогнозирования (GFS).
- Немецкая метеорологическая служба использует глобальную гидростатическую модель GME с 2002 года.
-
Глобальные климатические модели
- В 1956 году Норман А. Филлипс разработал первую успешную климатическую модель.
- В конце 1960-х годов разработана первая климатическая модель общей циркуляции.
- В начале 1980-х годов Национальный центр атмосферных исследований США разработал модель атмосферы сообщества.
- В 1986 году начались работы по инициализации и моделированию типов почвы и растительности.
- Модель климатической системы (CSM) разработана в Национальном центре атмосферных исследований в 1994 году.
-
Модели с ограниченной площадью
- Региональные модели позволяют использовать более мелкий интервал сетки.
- В США первая действующая региональная модель, модель с мелкоячеистой сеткой ограниченной площади (LFM), была представлена в 1971 году.
- В 1993 году внедрена модель ETA, усовершенствованная для Движения Неприсоединения в 2006 году.
- В Канаде региональная конечно-элементная модель (RFE) введена в эксплуатацию в 1986 году.
- В 1999 году Метеорологическая служба Германии разработала региональную модель высокого разрешения (HRM).
-
Модели качества воздуха
- Техническая литература по рассеиванию загрязнений воздуха датируется 1930-ми годами.
- В 1947 году сэр Грэм Саттон вывел уравнение рассеивания шлейфа загрязнителя воздуха.
- В период с конца 1960-х по сегодняшний день наблюдается рост использования расчетов рассеивания шлейфов загрязняющих веществ.
- Основой для большинства моделей послужило полное уравнение для моделирования гауссовой дисперсии непрерывных, подвижных шлейфов загрязнения воздуха.
- Для определения ΔH использовались так называемые “уравнения Бриггса”, разработанные в 1969 году.
- Модель городских воздушных бассейнов разработана в 1970 году и усовершенствована в середине-конце 1970-х годов.
-
Модели качества воздуха
- Модель CMAQ используется в США с 2004 года
- CHRONOS начала применяться в Канаде в 2001 году, заменена на GEM-MACH в 2009 году
-
Модели тропических циклонов
- SPLASH разработана в 1972 году
- MFM начала действовать в 1978 году
- Использование спутниковых данных улучшило прогнозирование в 1980-х годах
- GFDL модель использовалась с 1973 по 1980-е годы, стала оперативной в 1995 году
- HWRF модель разработана NOAA, начала функционировать в 2007 году
-
Модели океана
- Первые модели разработаны в 1960-х и 1970-х годах
- В 1980-х годах разработано второе поколение моделей
- Третье поколение моделей использует спектральное уравнение переноса волн
-
Статистика выходных данных модели
- Разработаны статистические поправки для улучшения прогнозов
- MOS модели разработаны Национальной метеорологической службой и ВВС США
-
Ансамбли
- Эдвард Лоренц предложил стохастическую динамическую модель в 1963 году
- Сесил Лейт показал, что стохастические модели дают адекватные прогнозы при репрезентативной выборке
- ECMWF и NCEP ensemble используют различные методы для моделирования начальной плотности вероятности