Оперативная технология прогноза ветра и волнения для

ОПЕРАТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОГНОЗА ВЕТРА И ВОЛНЕНИЯ ДЛЯ
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ РОССИИ
А.Н.Вражкин (ФГБУ "ДВНИГМИ")
В настоящее время при решении задач диагноза и прогноза ветрового волнения
используются математические модели, описывающие развитие ветро-волновых процессов
на глубокой воде и мелководье. На практике, такие модели активно используются
ведущими мировых прогностическими центрами, в том числе и России. В ДВНИГМИ
разработана и используется в оперативной работе автоматизированная технология
прогноза приводного ветра и ветрового волнения. В основе её заложена модель
WAVEWATCH-III (версии 3.14 и 4.xx). В качестве входных потоков используется
прогностическая и фактическая информация, поступающая по каналам связи. Результаты
прогноза представляются в виде карт и в форме таблиц. Данная технология нашла свое
практическое применение в управлениях гидрометслужбы дальневосточного региона. В
настоящее время она внедрена в Камчатском и Приморском УГМС. Как составная часть,
данная технология входит в оперативный модуль Центра ЕСИМО ДВНИГМИ.
Входной информацией при расчётах приводного ветра служат прогностические
поля давления основных мировых центров, доступных из базы ГИС-Метео и посредством
Интернета и разность температур вода-воздух, полученных по данным попутных судовых
наблюдений. На вход волновой модели подаются рассчитанные поля ветра, поля
сплочённости льда (холодный сезон года), поля течений. На выходе имеем параметры
смешанного и ветрового волнения, зыби нескольких систем.
Расчёты по волновой модели распараллеливаются на многоядерном процессоре с
использованием технологии MPI. Общее время счёта и обработки информации с
построением карт для двух океанов, дальневосточных морей и отдельных акватория
Японского и Охотского морей занимают порядка 45 минут расчётного времени на 6 ядрах.
Запуск производится автоматически дважды в сутки на основные синоптические сроки 00
и 12 ВСВ.
Затем данные публикуются на Web- сервер для широкого доступа. Они
организованы в виде циклического массива, который постоянно содержит в себе данные
за 7 суток. Данные по мере поступления переводятся программными средствами
технологии прогноза ветра и волнения в формат E2EDM, накапливаются и составляют
основу исторической базы данных. Они используются при расчетах режимных и
климатических характеристик в отдельных пунктах и по акватории морей. Доступ к
картам и исходным данным возможен по URL страницы Автономного приложения
"Прогноз ветра и волнения".
Обеспеченность прогнозов высот волн по результатам оперативных испытаний за
2008 г. с заблаговременностью до трёх суток составила для Японского моря — 96%,
Охотского — 89-90%, Берингова — 87-88%, Тихого океана — 88%. Коэффициент
корреляции находится в пределах от 0,64 до 0,72.
Отдельно необходимо выделить возможность применение волновой модели у
побережья и в районах мелководья, что объясняется интенсивным развитием морской
деятельности на шельфе. На данный момент времени технология прогноза настроена на
следующие акватории:
— Тихий океан (северное полушарие) и дальневосточные моря с пространственным
шагом сетки 0,5ºх0,5º;
— Японское море, шаг сетки 4'х4';
— Залив Петра Великого, Татарский пролив и Тауйская губа с шагом сетки 2'х2';
— Охотское море, шаг сетки 10'х10';
— Индийский океан (0,5ºх0,5º).
Исторические данные волнения используются для решения различных инженерных
и статистических задач. Одна из таких задач - формирование декадных и ежемесячных
обзоров по волнению для гидрометеорологического бюллетеня по дальневосточным морям.
В нём приводятся гистограммы и карты повторяемостей, информация о средних и
максимальных высотах, направлении распространения волн.
На рисунках ниже приведены примеры расчётов по технологии для отдельных
акваторий.
Тихий океан и дальневосточные моря
Индийский океан
Тауйская губа
Залив Петра Великого
Повторяемость (%) высот волн градации 2-4 м в 1-й декаде августа 2012г.