Введение 4
Глава 1. МЕТЕОРОЛОГИЯ: ЭВОЛЮЦИЯ ЗНАНИЙ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА
РАЗЛИЧНЫЕ СФЕРЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 7
1.1. Эволюция знаний об атмосфере 7
1.2. Влияние воздушных потоков на авиацию 11
1.3. Прогноз скорости и направления ветра 19
1.3.1. Внедрение результатов численного прогнозирования в оперативную
практику 20
1.3.2. Основные положения численного прогноза погоды 28
Глава 2. Оценка качества прогнозов 36
2.1. Оценка качества прогноза от 4 января на 72 часа 36
2.2. Анализ данных за 15 января на 72 часа 47
2.3. Анализ прогностических и фактических данных 26 января 52
2.4. Вспомогательные прогностические характеристики 57
Заключение 64
Список использованных источников и литературы 65
Приложение 1 67
Сегодня большинство метеорологических бюро в мире прогнозируют погоду на основе численного моделирования глобальной циркуляции атмосферы, а также на основе регионального моделирование с лучшим разрешением. В середине XX века были разработаны первые модели атмосферы, которые позволяли предсказывать погоду на основе математических уравнений, описывающих физические процессы в атмосфере. На сегодняшний день численное моделирование атмосферных процессов является одним из основных инструментов прогнозирования погоды и климата, на который опираются все синоптики. Оно используется как в научных исследованиях, так и в практической деятельности метеорологических служб. Появление численных методов моделирования атмосферных процессов является закономерным этапом развития прогнозирования погодных условий, который дополняет зарекомендовавший себя синоптический метод.
Постоянно возрастающий объем данных требовал новых алгоритмов. Когда данных мало, с ними можно работать по-разному. Но когда их очень много, может потребоваться систематизация и даже автоматизация. Эффективное использование значительно возросших возможностей наблюдения за погодой, становление динамической метеорологии и значительное улучшение техники прогнозирования зависели от новой вычислительной техники, главным образом электронной вычислительной машины. Компьютер позволил установить многие новые связи между эмпирической, теоретической и практическими традициями разработки прогнозов, а также связи между метеорологией и другими дисциплинами, такими как океанология, гидрология и т.д. Огромное разнообразие расчетных приспособлений, использовавшихся метеорологами - математические таблицы, номограммы, специальные логарифмические линейки, вычислительные формы и аналоговые компьютеры - было заменено одним устройством общего назначения. Физика становилась более актуальной для работы синоптиков. Велась работа над тем, чтобы объединить теорию и данные. Возросшая роль вычислений и использование вычислительных средств привели к тому, что синоптики постоянно производили расчеты. Это сделало разработку численных алгоритмов более значимой для исследователей. В середине XX века были разработаны первые модели атмосферы, которые позволяли предсказывать погоду на основе математических уравнений, описывающих физические процессы в атмосфере. Сегодня численное моделирование атмосферных процессов является одним из основных инструментов прогнозирования погоды и климата. Оно используется как в научных исследованиях, так и в практической деятельности метеорологических служб.
В данной работе излагаются принципы использования результатов прогностических гидродинамических моделей атмосферы для планирования, обеспечения экономической эффективности и безопасности полётов.
Целью исследования является оценка возможности использования результатов гидродинамического моделирования для метеорологического обеспечения полётов.
Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Изучить модель гидродинамическая глобальная модель GFS (Global Forecast System).
2. Освоить работу с файлами, содержащими данные в формате GRIB, и создать архив прогностических и фактических данных за август 2023 года и январь 2024 год.
...
Через территорию Российской Федерации проходят трансполярные маршруты из Азии и Ближнего Востока в Северную Америку, а также маршруты, связывающие Китай и Европу. Исходя из сложившейся геополитической обстановки преимущество получили крупные авиакомпании из Китая, Индии, ОАЭ. В данной работе использованы данные модели GFS. Но крупные перевозчики имеют доступ к большему объему данных и могут использовать ансамблевые прогнозы, для получения более высокой точности при оценке метеопараметров. Полеты через территорию РФ и так являются конкурентным преимуществом, а владение точными данными о состоянии атмосферы, о положении и параметрах струйного течения, о наличии ОМЯ будут дополнять это преимущество.
В данной работе рассмотрены результаты гидродинамического прогноза, которые могут быть использованы при метеорологическом обеспечении полётов. Основное внимание уделено прогнозированию ветра, давления и температуры воздуха. Сделан акцент на использование прогностической информации для повышения экономической эффективности и безопасности полетов.
В работе использованы фактические и прогностические (заблаговременность прогноза 3 суток) данные за январь 2024 года и июль 2023 года.
Анализ результатов прогнозов позволяет сделать вывод о том, что использование данных гидродинамического моделирования позволит повысить эффективность и безопасность полётов.
