ДИРЕКТОР ГУ «ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ»ДИРЕКТОР ГУ «ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ»

ВИЛЬФАНД РОМАН МЕНДЕЛЕЕВИЧ ВИЛЬФАНД РОМАН МЕНДЕЛЕЕВИЧ

Современное состояние и перспективы развития системы гидрометеорологического прогнозирования

в Российской Федерации

Гидрометцентр Гидрометцентр РоссииРоссии

Мировые экономические потери от опасных природных явлений за период 1950-2008 годы

(источник – Мюнхенская страховая компания, 2008)

часы(предупреждения)

1-3 дня

1 неделя

1 сезон

6 месяцев

1 месяц

• Прогнозы погоды и климата;• Специализированные гидрометеорологические прогнозы (гидрологические, морские, агрометеорологические, авиационные и другие)

Виды прогнозов, выпускаемыхРосгидрометом:

Главные пути повышения точности гидрометеорологических прогнозов

• Развитие наземной наблюдательной сети;

• Развитие космической подсистемы;

• Проведение научных исследований с целью создания новых прогностических методов, моделей и технологий;

• Применение суперкомпьютеров максимальной производительности;

• Наращивание кадрового потенциала

Комплексная система гидрометеорологических наблюдений

Наземная синоптическая сеть Росгидромета (предназначенная для международного обмена)

Наземная аэрологическая сеть Росгидромета

Гидрологическая наблюдательная сеть Росгидромета

“Штормовое” кольцо МРЛ вокруг Москвы

Количество пунктов наземной государственной наблюдательной сети на 01.01.2008 г.

•метеорологические – 3514, в том числе авиаметеорологические - 300•гидрологические – 3476, в том числе наблюдения за испарением – 232•агрометеорологические -1917•морские гидрометеорологические – 227•актинометрические – 194•аэрологические – 125•снеголавинные – 71•селестоковые – 65•теплобалансовые – 39•метеорологические радиолокационные - 31•озонометрические – 31•воднобалансовые – 27•цунами – 26•гляциологические - 23•магнитные – 16•ионосферные – 14•атмосферного электричества – 6•ракетного зондирования – 1

Международная группировка метеоспутников

Российская перспективная группировка метеоспутников

Наземный сегмент космической подсистемы наблюдений Росгидромета

Федеральныецентры:

Европа(Москва-Обнинск-Долгопрудный)

Сибирь(Новосибирск)

Дальний Восток (Хабаровск)

68 территориальных центров

Прогнозы погоды и климата

1 Прогноз текущей погоды 0-2 часа

2  

Сверхкраткосрочный прогноз погоды

до 12 часов

3 Краткосрочный прогноз погоды 12 - 72 час.

4 Среднесрочный прогноз погоды 72 - 240 час.

5 Прогноз погоды увеличенной заблаговременности

10 - 30 суток (обычно усредненный и выраженный в виде отклонений от климатических величин для этого периода)

6 Долгосрочный прогноз от 30 суток до двух лет

6.1 Месячный ориентировочный прогноз

Описание усредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонений (аномалий) от климатических величин для этого месяца.

6.2 Трехмесячный или 90-суточный ориентировочный прогноз

Описание усредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения от климатических величин

6.3 Сезонный ориентировочный прогноз

Описание усредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения от климатических величин

Виды прогнозов погоды

7.09.2008 8.09.2008 9.09.2008

11.09.2008 прогноз10.09.2008 11.09.2008 факт

Пример успешного прогноза за 5 суток похолодания в период 7-11 сентября 2008 года на ЕТР по глобальной спектральной модели Гидрометцентра России.

Полулагранжевая глобальная модель с возможностями переменного разрешения и поворота полюсов

Мезомасштабная модель со сверхвысоким пространственным разрешением

Детализированный прогноз температуры, приземного давления и облачности

Среднеквадратическая ошибка прогнозов Н500 в Северном полушарии. Заблаговременность прогнозов - 72 часа

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

годы

RM

S

ЕЦСПП

Series1

NCEP

DWD

Россия

Статистика ошибок численных прогнозов погоды ведущих мировых метеорологических центров

Средняя по всем случаям успешность прогноза

Ошибка климатического прогноза

Коэффициент корреляции Среднеквадратическая ошибка

Оценки успешности прогнозов погоды в зависимости от их заблаговременности

Технология выпуска динамико-стохастических прогнозов погоды на месяц и сезон

Факт

Сезонный прогноз на зиму 2007-8 гг.

7 Прогноз климата На срок свыше двух лет

7.1 Прогноз изменчивости климата

Описание ожидаемых параметров климата, связанных с изменением межгодовых, десятилетних климатических аномалий и аномалий нескольких десятков лет

7.2 Прогноз климата Описание ожидаемого в будущем включения влияния естественных и антропогенных факторов

Климатические прогнозы

Согласно модельным прогнозам потепление на территории Российской Федерации в период с 1990-х до 2090-х гг. составит до

6 градусов Цельсия

2323

Климатические прогнозы аномалий приземной температуры

50°

440°0°

60° 70° 80° 80°

50° 60° 70° 80° 90° 100° 110° 120° 130°

60°70°

-4-5.9-6-7.9-8-9.9

-10-11.9-12-14.0

Прогноз изменения потребления топлива в связи с сокращением отопительного периода в России к 2025 г.

по сравнению с нормой 1961-1990 г. (%)

Прогноз изменения водных ресурсов (среднего за год стока рек) в период до 2030 г. (%)

Оценка опасности, связанной с таянием вечной мерзлоты к 2050 г.

1 – устойчивая область, 2 - зона умеренных рисков, 3 – зона высокой геокриологической опасности

Приоритетные задачи в области развития технологий прогноза погоды и климата:

• Повышение пространственной детализации и развитие физического наполнения моделей;

• Развитие технологий ансамблевого прогноза;

• Разработка новой системы усвоения данных, способной эффективно усваивать разнородные данные метеорологических наблюдений

Центр

Пиковая производи-тельность

TFlops (1012)

Тип вычислителя

Количество CPU/

CPUв узле

ОЗУТбайт(1012)

Производитель(фирма/страна)

Дисковая подсистемаТбайт(1012)

ММЦ Москва

11 SGI Altix4700 1664 / 128 6.6 SGI (США) 180TB=60TB SGI

InfiniteStorage4000+120TB SGI

InfiniteStorage1000016 SGI Altix ICE 1408 / 8 2.8 SGI (США)

МЦРД(ГГО,

С.-Петербург)0.7 G-Scale S4700 108 / 108 0.2

Крафтвэй (Россия)

14.4TB Kraftway Storage 400S

РСМЦ Новосибирск 0.7 G-Scale S4700 104 / 104 0.2

Крафтвэй (Россия)

12.3TB SGI InfiniteStorage4000

РСМЦ Хабаровск 0.7 G-Scale S4700 104 / 104 0.2

Крафтвэй (Россия)

12.3TB SGI InfiniteStorage4000

Оснащенность прогностических центров Росгидромета вычислительной техникой

Гидрологические прогнозы

Прогнозы наводнений

1. Наводнения в период половодья

2. Наводнения в период дождевых паводков

Наводнения на равнинных реках(медленно развивающиеся процессы)

Наводнения на горных реках в период вегетации из-за резкого повышения температуры воздуха (относительно медленно развивающиеся процессы)

Наводнения на равнинных рекахНаводнения на горных реках, связанные с выпадением сильных осадков. Бурно

развивающиеся процессы, часто приводящие к формированию катастрофических паводков.

3. Наводнения, связанные с ледовыми явлениями

Заторы и зажоры льда (сравнительно быстро

развивающиеся процессы)

Заторы в нижних бьефах ГЭС и в зонах выклинивания подпоров

от водохранилищ

КЛАССИФИКАЦИЯ НАВОДНЕНИЙ

ПРОГНОЗЫ ВОДНОГО РЕЖИМА РЕК, ОЗЕР И ВОДОХРАНИЛИЩ

Долгосрочные прогнозы Краткосрочные прогнозы

Разработка автоматизированных систем прогноза элементов гидрологического

режима водных объектов суши

Переработка методической базы оперативных прогнозов с учетом

современного состояния наблюдательной сети и состава

наблюдений

Разработка автоматизированныхсистем прогнозирования элементов

гидрологического режима, включая опасные явления, с использованием ГИС-технологий и

с учетом современного состояниянаблюдательной сети

Создание объединенных метеорологических и

гидрологических моделей, использующих различные виды гидрометеорологической

информации (включая радарные, спутниковые и др. данные) для прогнозирования опасных

явлений на водоемах суши, включая быстро развивающиеся паводки

ПРОГНОЗЫ ЛЕДОВОГО РЕЖИМА РЕК, ОЗЕР И ВОДОХРАНИЛИЩ

Долгосрочные прогнозы Краткосрочные прогнозы

Разработка автоматизированных систем прогноза элементов ледовогорежима водных объектов суши

Разработка методов прогнозирования опасных ледовых явлений, в первую очередь заторов и

зажоров льда

Разработка автоматизированныхсистем прогнозирования элементов ледового режима, включая опасные

явления, с использованием ГИС-технологий ис учетом современного состояния

наблюдательной сети

Создание объединенных метеорологических и гидрологических

моделей, использующих различные виды гидрометеорологической

информации

Разработка новых методов прогноза, учитывающих тепловое состояние

мирового океана и процессы, происходящие в системе

океан – атмосфера - воды суши

Создание математической модели формирования заторов льда, применимой для оперативной

практики

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6

Средняя за период с 1990 по 2007 годы оправдываемость оперативных долгосрочных прогнозов, выпускаемых

Гидрометцентром России Синим цветом обозначена оправдываемость прогнозов по методу, красным – по норме.

1- Прогнозы притока воды в водохранилища за месяц;

2- Прогнозы притока воды в водохранилища за квартал;

3- Прогнозы максимальных уровней половодья;

4- Прогнозы минимальных за месяц уровней воды судоходных участков рек;

5- Ледовые прогнозы (осенние и весенние вместе);

6- Прогнозы притока воды в водохранилища за второй квартал (период половодья).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Годы

Оп

ра

вд

ыва

ем

ость, в %

Оправдываемость долгосрочных прогнозов притока воды в водохранилища за квартал (с 1961 по 2007 годы)

Численность НИУ – 4839 человек, из них:159 докторов наук721 кандидатов наук266 молодых ученых (до 30 лет)

В 12 НИУ работают аспирантуры и докторантуры

Хабаровский филиал

ДВНИГМИ

ВладивостокДВНИГМИ

НовосибирскСИБНИГМИ

АстраханьКаспМНИЦ

НальчикВГИ

Ростов-на ДонуГХИ

С.ПетербургГГО, ГГИ, ААНИИ

ОбнинскВНИИГМИ-МЦДВНИИСХМНПО "ТАЙФУН"

МоскваГИДРОМЕТЦЕНТР РФИПГ, ГОИНЦАО, ИГКЭНИЦ "ПЛАНЕТА"

Валдайский филиал ГГИ

Научный потенциал Росгидромета

Обслуживание потребителей

Прокуратура, судебные органы

и др.18,2%

Другие пользователи

ГМИ9,2%

Природоохранные организации

32,6%

Сельское хозяйство

5,0%

Промышленность24,3%

Вооруженные силы0,3%Население

10,3%

Структура адресного обеспечения потребителей гидрометинформацией в 2007 году

Заключение• Успешность гидрометеорологических прогнозов существенно выросла к началу ХХI столетия благодаря развитию численных моделей атмосферы, глобальных систем наблюдений и развитию вычислительной техники.

• Каждому виду прогнозов присущи свои возможности и ограничения.

• Источниками неопределенности в прогнозах являются недостаточная изученность исключительно сложных природных процессов, ограниченные вычислительные ресурсы, ограниченность доступной информации наблюдений за состоянием окружающей среды.

Предложения в проект решения

1. Принять к сведению информацию директора ГУ «Гидрометцентр России» Р.М.Вильфанда о современном состоянии и перспективах развития гидрометеорологических прогнозов в Российской Федерации.

2. Отметить, что качество прогнозов гидрометеорологических явлений на территории Российской Федерации в ближайшие 2-3 года должно повыситься после установки в Гидрометцентре России суперкомпьютера и внедрения гидродинамических моделей нового поколения.

3. Отметить важность задач создания и внедрения новых методов, моделей и технологий прогнозов гидрометеорологических явлений, развития государственной наблюдательной сети и укрепления кадрового потенциала гидрометслужбы как основных направлений развития системы гидрометеорологического прогнозирования в Российской Федерации.

Спасибо за внимание

Современное состояние и перспективы развития системы гидрометеорологического прогнозирования в Российской Федерации

Директор Гидрометцентра России Р.М.Вильфанд