Список сокращений 3
Введение 4
1. Системы ансамблевого прогнозирования 6
1.2 Реализация ансамблевого подхода 9
2. Использование ансамблевого подхода для синоптических 11
методов
3. Условия вегетации подсолнечника 14
3.1 Подсолнечник 14
3.2 Эффективная температура 16
4. Район исследования и исходные данные 17
4.1 Физико-географическое положение и климатические 17
особенности
4.2 Статистические методы обработки данных 19
4.3 Исходные материалы и их систематизация 21
4.3.1 Проверка корреляционной связи между фактическими данными 25
и данными реанализа
4.3.2 Средние суммы эффективных температур 27
5. Анализ и результаты проведенного исследования 31
5.1 Прогноз созревания подсолнечника по синоптическому методу 31
5.2 Ансамблевые прогнозы созревания подсолнечника для 2021 и 39
2022г.г
Заключения 54
Список используемых источников 57
Приложения 59
Данная работа посвящена исследованию возможности использования для прогноза созревания подсолнечника на территории Ростовской области сумм эффективных температур рассчитанных по данным численного ансамблевого прогнозирования и синоптических долгосрочных прогнозов.
По производству подсолнечника Россия занимает одно из лидирующих мест в мире. Если в 2001 году посевы подсолнечника достигали 3,82 млн. га, то в 2017 году увеличились до 7,9 млн.га. За последние несколько лет посевные площади этой культуры в большинстве регионов расширились благодаря высокой рентабельности производства семян подсолнечника, что связано с растущим спросом на масличное сырье, как в России, так и за рубежом. Широкое распространение этой культуры обусловлено большим содержанием в нем жира, белка в семенах и разнообразием продуктов, получаемых из семян [1].
Для планирования самообеспечения регионов и формирования рынка масличного сырья весьма важным является заблаговременное прогнозирование урожайности, а также совершенствование методов прогноза созревания подсолнечника, особенно в Ростовской области, где почвенноклиматические условия для его возделывания наиболее благоприятны.
Актуальность темы заключается в необходимости уточнения метода долгосрочного прогноза созревания подсолнечника и использования для прогноза современных ансамблевых подходов.
Цель работы заключается в оценке возможности использования, с использованием эффективных температур, системы ансамблевого прогнозирования (САП) для разработки метода прогноза созревания подсолнечника и проверки эффективности синоптических долгосрочных прогнозов на территории Ростовской области.
Задачи:
- изучить условия вегетации культуры и ознакомиться с различными методами долгосрочного прогноза созревания подсолнечника;
- подготовить и систематизировать исходные данные необходимые для проведения исследования;
- оценить возможность использования данных реанализа температуры воздуха, которые используются при синоптическом и ансамблевом прогнозировании;
- оценить качество современных методов долгосрочного прогноза для оценки дат созревания подсолнечника;
- проверить возможность использования прогностических данных о температуре воздуха получаемой из ансамблевых прогнозов на примере 2021 и 2022 годов;
- дать рекомендации по использованию различных методов долгосрочного прогнозирования для расчета эффективных температур и прогноза дат созревания подсолнечника.
В данной работе была изучена возможность уточнения долгосрочного прогноза созревания подсолнечника на Ростовской области на основе использования данных современных ансамблевых подходов численного прогноза и синоптического прогноза.
По синоптическому методу долгосрочного прогноза, наступление дат созревания подсолнечника приходится на начало августа. По фактическим данным наблюдений созревание наступает в конце августа - начале сентября. Есть несколько лет (2020,2010,2008,2006), где ошибка прогноза не большая, и можно считать, что прогноз для этих лет оправдывается. Можно предположить, что более точного прогноза дат созревания подсолнечника требуется привлечение информации об увлажнении.
Прогноз созревания подсолнечника по эффективным температурам рассчитанным с помощью численного метода долгосрочного прогноза за 2021 и 2022 годы.
• Ансамблевый прогноз указывает на созревание подсолнечника на станциях Ростов-на-Дону и Цимлянск на 24-25 августа, что соответствует примерному фактическому созреванию культуры 30 августа 2021 года. На станции Чертково дата созревания подсолнечника по ансамблевому прогнозу приходится на начало августа, а по фактическим данным приходится на конец августа.
• Из 28 членов ансамбля, прогноз по 4 членам ансамбля оказался наиболее близким к фактической дате созревания для 2021 года.
• Прогноз на 2022 год невозможно верифицировать, так как отсутствуют фактические даты созревания подсолнечника. Прогноз по среднему ансамблю прогнозирует созревание подсолнечника в 2022 году на конец июля на начало августа.
Выводы:
• Изучены условия вегетации подсолнечника и рассмотрены разные методы долгосрочного прогноза созревания подсолнечника;
• Систематизированы исходные данные за период с 15 апреля до даты созревания подсолнечника 1990 - 2020 годы;
• Подтверждена возможность использования данных реанализа и их высокая связность с данными наблюдений на метеорологических станциях. Коэффициенты корреляции между данными реанализа и наблюдениями на трех станциях изменяются в пределах от 0,88 до 0,91;
• Показана возможность использования синоптического метода долгосрочного прогноза погоды для расчета эффективных температур;
• По синоптическому методу долгосрочного прогноза, наступление дат созревания подсолнечника приходится на начало августа. По фактическим данным наблюдений созревание наступает в конце августа - начале сентября. Средняя ошибка прогноза составляет 25 дней;
• Показано, что для уточнения прогноза созревания подсолнечника по синоптическому методу необходимо дополнительно использовать данные об увлажнении;
• Количество прогнозов эффективных температур по численному методу недостаточно. Ошибка одного составленного прогноза составляет на станциях Цимлянск и Ростов-на-Дону 4-5 дней, а на станции Чертково 26 дней;
• Для прогноза созревания подсолнечника необходимо привлекать карты сумм эффективных температур на выбранную дату, что позволит уточнять районы, в которых произойдет созревание подсолнечника;
• Для прогноза созревания подсолнечника необходимо привлекать карты вероятности достижения эффективными температурами необходимого порога значений, что позволит уточнять вероятность, с которой возможно осуществиться созревание в каждом из районов;
• Используя члены ансамбля с максимальной и минимальной суммами эффективных температур возможно, определить временные границы, в пределах которых произойдет созревание подсолнечника. Это верно, как в случае синоптического, так и в случае численного методов долгосрочного прогноза.
