Введение 3
1.Методы прогноза осадков в Бурунди 6
1.1 .Общие сведения о моделях используемых AMNA 8
1.1.1. Модель ECMWF 8
1.1.2.Общие сведения о модели ICON 11
1.1.3.Общие сведения о модели GFS 12
1.2.Виды прогнозов осадков в Республике БУРУНДИ 16
1.2.1. Ежедневный прогноз осадков в Республики Бурунди 16
1.2.2. Сезонный прогноз осадков в Республики Бурунди март-апрель-май
2022 19
1.3.Общие сведения о модели WRF - ARW 22
13.1 .Структура модели WRF ARW 25
1.3.2.Эксплуатация WRF ARW 26
2.Оценка качества гидродинамического прогноза
осадков в Бурунди 29
2.1.Оценка гидродинамического прогноза количества осадков на метеорологических станциях 30
2.1.1 Оценка гидродинамического прогноза количества осадков на станции
Руйиги 8
2.1.2.Оценка гидродинамического прогноза количества осадков на станции Мусаса 44
2.1.3.Оценка гидродинамического прогноза количества осадков на станции Бужумбура 52
2.1.4.Оценка гидродинамического прогноза количества осадков на станции Гитега 59
Заключение 67
Список использованных источников 68
Приложения 71
Гидродинамическое моделирование атмосферных процессов является одним из самых востребованных инструментом исследования и прогнозирования атмосферных процессов. Сегодня в метеорологическом сообществе именно гидродинамическому моделированию посвящено большое число исследований. С его помощью изучают процессы и само моделирование является объектом исследований.
Схемы параметризаций физических процессов являются одним из основных источников неопределенностей в гидродинамических моделях, особенно роль параметризаций повышается в случае использования модели высокого разрешения . Важно понять, с какой именно неопределённостью связаны ошибки в моделировании основных метеорологических величин, таких как температура, влажность и профили ветра, и оценить насколько более сложные схемы параметризаций физических процессов улучшат результаты моделирования. Только когда выбрана наилучшая комбинация схем параметризаций физических процессов можно поставить и, следовательно, решить вопрос о моделировании сложных полях метеорологических величин, к которым относятся осадки. Создать гидродинамическую модель одному «с нуля» сегодня невозможно. Даже если над созданием модели работает целый коллектив, то процесс очень сложен, длителен и не всегда гарантирован хороший результат. Поэтому сегодня метеорологические службы стран, где отсутствуют давние наработки по гидродинамическому моделированию атмосферных процессов, вступают в метеорологические консорциумы или адаптирует, находящие в открытом доступе гидродинамические модели. Гидродинамическая мезомасштабная модель атмосферы должна быть адаптированной к исследуемой территории так, чтобы выбранная модельная область позволяла корректно ставить граничные условия, чьё влияние на область интегрирования было минимальным. Шаги интегрирования по времени и дискретизация по пространству должны обеспечивать необходимую точность воспроизведения атмосферных процессов и одновременно не требовать чересчур больших компьютерных ресурсов. Кроме этого, должен быть использован подходящий к данной местности и выбранному разрешению набор параметризаций.
Гидрометслужбы стран Африки сильно нуждаются в гидродинамических моделях атмосферы, но исследований там практически не ведётся. Проведённый обзор научной литературы позволил выяснить, что в одной из самых значимых стран Африки - Бурунди - исследований, посвященных гидродинамическим прогнозам погоды практически нет. Одной из самых сложных и важных метеорологических проблем Африки является прогноз осадков. Количество осадков в восточной Африке (Танзания, Уганда, Кения, Бурунди ) характеризуется большой пространственной и временной изменчивостью из-за сложного рельефа, наличия больших внутренних озер (таких как Виктория, Ньяса, Танганьика), влияния Индийского океана на востоке, а также особенностей циркуляции синоптического масштаба (таких как внутритропическая зона конвергенции (ВЗК), муссонная циркуляция) и мезомасштабными циркуляциями
Они существенно влияют на местные климатические условия и пространственное распределение таких метеорологических величин, как температура и осадки. Эти особенности обусловливают климатические различия в количестве осадков, режим которых меняется от влажных до засушливых районов, где серьезные метеорологические засухи и малое количество осадков являются постоянной угрозой жизни...
В настоящем исследовании:
1. Продолжена работа по адаптации модели WRF-ARW для прогноза осадков на территории Республики Бурунди
2. Создан вариант модели с двумя сетками - шаг 4 км и шаг 1.3 км
3. Проведены численные эксперименты по подбору лучшей комбинации параметризаций конвекции; рассмотрено две параметризации
4. Проведена верификация результатов моделирования по данным наблюдений на 4 станциях - Бужумбура, Руйги, Гитега и Мусаса
5. Было установлено, что модель WRF-ARW требует дополнительной адаптации к региону исследований.
6. Для прогноза осадков в разных регионах требуются разные схемы параметризации конвекции.
7. Лучшие результаты показал параметризация конвекции Betts-Miller-Janjic.
8. На качество прогноза большее влияние оказывает не разрешение сетки, а именно метод параметризации конвекции.
9. Во всех численных экспериментах лучшие результаты получены для прогноза осадков на станции Руйиги.
10. Для получения большей информации о качестве прогноза и её использовании для улучшения прогнозирования осадков необходимо использовать другие источники верификации, например спутниковые данные.
11 .Для улучшения качества прогноза осадков в Бурунди в дальнейшем рекомендуется
12.проводить численные эксперименты с выбором лучшей параметризации не только конвекции, но и пограничного слоя атмосферы, а также микрофизики облаков;
13.обеспечить лучшее представление в модели рельефа местности;
14.разработать схему ассимиляции спутниковых и радиолокационных данных
