Национальная метеорологическая служба ( NWS ) — это агентство федерального правительства США , которому поручено предоставлять прогнозы погоды, предупреждения об опасных погодных явлениях и другие продукты, связанные с погодой, организациям и населению в целях защиты, безопасности и общей информации. Она является частью Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) Министерства торговли и имеет штаб-квартиру в Силвер-Спринг, штат Мэриленд , в столичном районе Вашингтона . [6] [7] Агентство было известно как Бюро погоды США с 1890 года, пока не приняло свое нынешнее название в 1970 году. [8]
NWS выполняет свою основную задачу через совокупность национальных и региональных центров и 122 местных бюро прогнозов погоды (WFO). Поскольку NWS является агентством федерального правительства США, большинство ее продуктов находятся в открытом доступе и доступны бесплатно.
_in_Silver_Spring,_Montgomery_County,_Maryland.jpg/1280px-2016-05-09_17_24_44_National_Weather_Service_headquarters_on_East-West_Highway_(Maryland_State_Route_410)_in_Silver_Spring,_Montgomery_County,_Maryland.jpg)
Призывы к созданию правительственного бюро погоды начались еще в 1844 году, когда был представлен электрический телеграф . В 1869 году Кливленд Эббе начал разрабатывать вероятностные прогнозы, используя ежедневные данные о погоде, отправляемые по телеграфу Торговой палатой Цинциннати и Western Union , которых он убедил поддержать сбор такой информации. Тем временем Инкриз А. Лэпхэм из Висконсина лоббировал в Конгрессе создание такой службы, став свидетелем разрушительной силы штормов в районе Великих озер . [9] Представитель Хэлберт Э. Пейн внес законопроект о предоставлении финансирования. В 1870 году Бюро погоды Соединенных Штатов было создано совместной резолюцией Конгресса, подписанной президентом Улиссом С. Грантом [10], с миссией «обеспечить проведение метеорологических наблюдений на военных станциях внутри континента и в других точках штатов и территорий... и для оповещения на северных (Великих) озерах и на морском побережье с помощью магнитного телеграфа и морских сигналов о приближении и силе штормов». Агентство было передано в подчинение военному министру , поскольку Конгресс считал, что «военная дисциплина, вероятно, обеспечит наибольшую оперативность, регулярность и точность требуемых наблюдений». [11] В рамках военного министерства оно было приписано к Службе связи армии США под командованием бригадного генерала Альберта Дж. Майера . Генерал Майер дал Национальной службе погоды ее первое название: Отдел телеграмм и отчетов на благо торговли. [12]
Эббе был назначен первым главным метеорологом Бюро. На своей ранней должности гражданского помощника начальника Службы сигналов Эббе призывал Министерство обороны исследовать погодные условия, чтобы обеспечить научную основу для прогнозов; он продолжал призывать к изучению метеорологии как науки, став начальником Бюро погоды. Пока между Службой сигналов и Конгрессом шли дебаты о том, должно ли прогнозирование погодных условий осуществляться гражданскими агентствами или существующим офисом прогнозов Службы сигналов, был сформирован комитет Конгресса для надзора за этим вопросом, который рекомендовал передать операции офиса Министерству обороны после двухлетнего расследования. [13]
Агентство впервые стало гражданским предприятием в 1890 году, когда оно вошло в состав Министерства сельского хозяйства . Под надзором этого отделения Бюро начало выпускать предупреждения о наводнениях и прогнозы пожарной погоды, а также выпустило первые ежедневные национальные карты погоды на поверхности; оно также создало сеть для распространения предупреждений о тропических циклонах , а также службу обмена данными, которая передавала анализ погоды в Европе в Бюро и наоборот. [14]
Первый радиозонд Бюро погоды был запущен в Массачусетсе в 1937 году, что побудило перейти от рутинного наблюдения с воздуха к радиозондам в течение двух лет. Бюро запретило использование слова « торнадо » в любой из своих метеорологических продуктов из-за опасений вызвать панику (этот шаг противоречил его намерениям из-за большого количества жертв в прошлых вспышках торнадо из-за отсутствия заблаговременного предупреждения) до 1938 года, когда оно начало распространять предупреждения о торнадо исключительно среди персонала по управлению чрезвычайными ситуациями . [15]
В 1940 году Бюро было переведено в Министерство торговли . [16] В 1941 году Маргарет Смагорински (урожденная Кнопфель) была нанята в качестве первой женщины-статистика Бюро погоды. [17] [18] 12 июля 1950 года руководитель Бюро Фрэнсис В. Райхельдерфер официально снял запрет агентства на оповещения общественности о торнадо в циркулярном письме, отметив для всех станций первого порядка, что «сотрудники Бюро погоды должны избегать заявлений, которые могут быть истолкованы как отрицание готовности или способности Бюро делать прогнозы торнадо», и что при выпуске таких прогнозов существует «хорошая вероятность проверки» из-за сложности точного прогнозирования активности торнадо. [19] Однако Бюро выпустило свои первые экспериментальные публичные прогнозы торнадо только после того, как оно столкнулось с критикой за то, что продолжало отказываться предоставлять предупреждения о торнадо общественности и препятствовало выпуску прогнозов торнадо Центра предупреждения о суровых погодных явлениях ВВС США (впервые созданных в 1948 году капитаном ВВС Робертом К. Миллером и майором Эрнестом Фобушем) за пределы военнослужащих. [15] В 1957 году Бюро начало использовать радары для краткосрочного прогнозирования местных штормов и гидрологических явлений, используя модифицированные версии тех, которые использовались в авиации ВМС , для создания WSR-57 ( Weather Surveillance Radar , 1957 ), при этом сеть систем WSR была развернута по всей стране в начале 1960-х годов; [20] некоторые из радаров были модернизированы до модели WSR-74, начиная с 1974 года. [ 21]
В августе 1966 года Бюро погоды стало частью Управления служб экологической науки , когда это агентство было сформировано. Управление служб экологической науки было переименовано в Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) 1 октября 1970 года с принятием Закона о национальной политике в области охраны окружающей среды . В это время Бюро погоды стало Национальной метеорологической службой. [10] В начале 1980-х годов NWS использовала то же радиолокационное оборудование, что и в 1950-х годах, и телетайп для связи. В 1983 году администратор NOAA Джон В. Бирн предложил продать с аукциона все метеорологические спутники, выкупить данные у частных покупателей, передать станции наблюдения за погодой, метеорологическое радио NOAA и компьютерный анализ поверхности частным компаниям, но это предложение было отклонено при голосовании в Конгрессе. [22]
NEXRAD (Next Generation Radar), система доплеровских радаров, развернутая для улучшения времени обнаружения и предупреждения о сильных местных штормах, заменила системы WSR-57 и WSR-74 в период с 1988 по 1997 год. [23] [24]
NWS, через различные подорганизации, выпускает различные прогнозы для пользователей, включая широкую общественность. Хотя на протяжении всей истории текстовые прогнозы были средством распространения продукции, NWS использовала больше прогнозных продуктов в цифровом, сеточном, графическом или другом современном формате. [25] Каждое из 122 бюро прогнозов погоды (WFO) отправляет свои графические прогнозы на национальный сервер для компиляции в Национальной базе данных цифровых прогнозов (NDFD). [26] NDFD представляет собой набор общих наблюдений за погодой, используемых организациями и общественностью, включая количество осадков, температуру и облачность среди других параметров. В дополнение к просмотру данных о погоде в сетке через Интернет, пользователи могут загружать и использовать отдельные сетки с помощью «декодера GRIB2», который может выводить данные в виде шейп-файлов , netCDF , GrADS , файлов с плавающей точкой и файлов значений, разделенных запятыми. [27] К определенным точкам в цифровой базе данных можно получить доступ с помощью службы XML SOAP.
Национальная метеорологическая служба ежедневно выпускает множество продуктов, связанных с лесными пожарами. Например, прогноз погоды для пожаров, который охватывает период до семи дней, ежедневно выпускают местные WFO с обновлениями по мере необходимости. Прогнозы содержат информацию о погоде, относящуюся к контролю над пожарами и управлению дымом на следующие 12–48 часов, такую как направление и скорость ветра, а также осадки. Соответствующие бригады используют эту информацию для планирования численности персонала и уровней оборудования, возможности проведения запланированных контролируемых выжиганий и оценки ежедневной пожарной опасности. Один раз в день метеорологи NWS выпускают закодированный прогноз погоды для конкретных наблюдательных пунктов Лесной службы США , который затем вводится в Национальную систему оценки пожарной опасности (NFDRS). Эта компьютерная модель выводит ежедневную пожарную опасность, которая затем сообщается общественности в одной из пяти оценок: низкая, умеренная, высокая, очень высокая или экстремальная. [28]
Местные бюро прогнозов погоды NWS также, в соответствии с предписанным набором критериев, выпускают предупреждения о пожарной погоде и предупреждения о красном флаге по мере необходимости, в дополнение к выпуску ежедневных прогнозов пожарной погоды для местной зоны обслуживания. Эти продукты предупреждают общественность и другие агентства об условиях, которые создают потенциал для экстремальных пожаров. На национальном уровне Центр прогнозирования штормов NWS выпускает анализы пожарной погоды на первый и второй дни прогнозируемого периода, которые предоставляют вспомогательную информацию для местных прогнозов WFO относительно конкретных критических элементов пожарной погодной обстановки. К ним относятся крупномасштабные районы, которые могут испытывать критические пожарные погодные условия, включая возникновение «сухих гроз», которые обычно случаются на западе США и не сопровождаются дождем из-за испарения до достижения поверхности . [29]
Государственные и федеральные лесные чиновники иногда запрашивают прогноз от WFO для определенного места, называемого «точечным прогнозом», который используется для определения того, будет ли безопасно разжигать предписанный пожар и как разместить бригады во время фазы контроля. Чиновники отправляют запрос, обычно ранним утром, содержащий координаты местоположения предлагаемого пожара, время возгорания и другую соответствующую информацию. WFO составляет краткосрочный прогноз погоды для пожара для этого места и отправляет его обратно должностным лицам, обычно в течение часа после получения запроса. [29]
NWS помогает должностным лицам на месте крупных лесных пожаров или других катастроф, включая инциденты с опасными веществами , предоставляя поддержку на месте через метеорологов по инцидентам (IMET). [30] IMET — это прогнозисты NWS, специально обученные для работы с группами по управлению инцидентами во время серьезных вспышек лесных пожаров или других катастроф, требующих поддержки погоды на месте. IMET быстро выезжают на место инцидента, а затем собирают мобильный метеорологический центр, способный оказывать непрерывную метеорологическую поддержку на протяжении всего инцидента. В комплект входят мобильный телефон , ноутбук и коммуникационное оборудование, используемые для сбора и отображения данных о погоде, таких как спутниковые снимки или выходные данные численной модели прогноза. Удаленные метеостанции также используются для сбора конкретных данных для интересующей точки, [30] и часто получают прямую поддержку от местного WFO во время таких кризисов. IMET, примерно от 70 до 80 из которых работают по всей стране, могут быть развернуты в любом месте, где происходит бедствие, и должны быть способны работать долгие часы в течение недель подряд в отдаленных местах в суровых условиях. [31]
Национальная метеорологическая служба разделена на 122 местных отделения, известных как бюро прогнозов погоды (WFO), для выпуска продуктов, специфичных для этих областей. NWS разделена на шесть регионов. Каждое WFO поддерживает определенную область ответственности, охватывающую несколько округов, приходов или других юрисдикций в пределах Соединенных Штатов — которые в некоторых областях охватывают несколько штатов — или отдельные владения; местные отделения отвечают за составление и распространение прогнозов и погодных оповещений в областях в пределах своего региона обслуживания. Некоторые из продуктов, которые выпускаются только WFO, — это предупреждения о сильных грозах и торнадо , наводнениях, внезапных паводках и зимних погодных предупреждениях, некоторые авиационные продукты и местные сетки прогнозов. Прогнозы, выпускаемые WFO, доступны на их отдельных страницах на веб-сайте Weather.gov, доступ к которым можно получить либо через целевые страницы прогнозов (которые идентифицируют офис, который распространяет данные о погоде), либо через карту оповещений, размещенную на главной странице веб-сайта Национальной метеорологической службы.
NWS поддерживает авиационное сообщество посредством производства нескольких прогнозов. WFO каждого района несет ответственность за выпуск прогнозов по аэродрому (TAF) для аэропортов, находящихся в их юрисдикции. [32] TAF — это краткие, закодированные 24-часовые прогнозы (30-часовые прогнозы для определенных аэропортов) для конкретного аэропорта, которые выпускаются каждые шесть часов с поправками по мере необходимости. В отличие от общедоступного прогноза погоды, TAF рассматривает только элементы погоды, имеющие решающее значение для авиации; к ним относятся ветер, видимость , облачность и сдвиг ветра .
Двадцать один центр метеорологической службы NWS (CWSU) размещены совместно с центрами управления воздушным движением на маршрутах (ARTCC ) Федерального управления гражданской авиации (FAA ) . Их основная обязанность — предоставлять самую свежую информацию о погоде и брифинги для подразделений управления движением и руководителей диспетчерских. Особое внимание уделяется погодным условиям, которые могут быть опасны для авиации или препятствовать потоку воздушного движения в Национальной системе воздушного пространства . Помимо запланированных и незапланированных брифингов для лиц, принимающих решения в ARTCC и других учреждениях FAA, метеорологи CWSU также выпускают два незапланированных продукта. Центр метеорологических рекомендаций (CWA) — это авиационное метеорологическое предупреждение о грозах, обледенении, турбулентности, а также низкой облачности и видимости. Заявление о метеорологическом воздействии (MIS) — это прогноз на два-двенадцать часов, в котором описываются погодные условия, которые, как ожидается, повлияют на работу ARTCC. [33]
Авиационный метеорологический центр (AWC), расположенный в Канзас-Сити, штат Миссури , является центральным центром поддержки авиации, находящимся в ведении Национальной метеорологической службы, которая выпускает два основных продукта:
Центр прогнозирования штормов (SPC) в Нормане, штат Оклахома, выпускает предупреждения о сильных грозах и торнадо в сотрудничестве с местными WFO, которые отвечают за разграничение юрисдикций, затронутых выпущенным предупреждением, а SPC также выпускает мезомасштабные обсуждения, сосредоточенные на возможной конвективной активности. SPC составляет отчеты о сильном граде, ветре или торнадо, выпускаемые местными WFO каждый день, когда грозы, вызывающие такие явления, происходят в данной области, и форматирует данные в текстовые и графические продукты. Он также предоставляет прогнозы о конвективной активности до восьмого дня прогнозируемого периода (в первую очередь, угроза сильных гроз, риск которых оценивается с помощью многоуровневой системы, передаваемой по шести категориям — общие грозы, незначительные, слабые, усиленные, умеренные или высокие — в основном на основе ожидаемого количества отчетов о штормах и регионального охвата грозовой активности в течение данного прогнозируемого дня), и отвечает за выпуск прогнозов пожарной погоды, которые помогают местным WFO в определении необходимости предупреждений Red Flag.
Центр прогнозирования погоды в Колледж-Парке, штат Мэриленд, предоставляет рекомендации по будущим количествам осадков и областям, где вероятны чрезмерные осадки, [34] в то время как местные отделения NWS отвечают за выпуск Flood Watches, Flash Flood Watches, Flood Warnings, Flash Flood Warnings и Flood Advisories для своей местной зоны предупреждения округа, а также официальный прогноз осадков для областей в пределах их зоны предупреждения. Эти продукты могут и подчеркивают различные гидрологические проблемы в зависимости от географической области, землепользования, времени года, а также других метеорологических и неметеорологических факторов (например, ранней весной или поздней зимой предупреждение о наводнении может быть выпущено из-за ледяного затора , который происходит на реке, в то время как летом предупреждение о наводнении, скорее всего, будет выпущено из-за чрезмерных осадков).
В последние годы NWS расширила распространение гидрологической информации через Advanced Hydrological Prediction Service (AHPS). [35] AHPS позволяет любому человеку просматривать данные наблюдений и прогнозов в режиме, близком к реальному времени, для рек, озер и ручьев. Эта услуга также позволяет NWS предоставлять долгосрочную вероятностную информацию, которая может использоваться для принятия долгосрочных решений по планированию.
Ежедневные прогнозы рек выпускаются тринадцатью Центрами речных прогнозов (RFC) с использованием гидрологических моделей, основанных на осадках, характеристиках почвы, прогнозах осадков и нескольких других переменных. Первый такой центр был основан 23 сентября 1946 года. [36] Некоторые RFC, особенно в горных регионах, также предоставляют сезонные прогнозы снежного покрова и пикового стока. Эти прогнозы используются широким кругом пользователей, включая тех, кто занимается сельским хозяйством , эксплуатацией гидроэлектростанций и ресурсами водоснабжения .
Центр прогнозирования океана (OPC) Национальной метеорологической службы в Колледж-Парке, штат Мэриленд [37] выпускает морские продукты для районов, которые находятся в пределах национальных вод США. Национальные центры NWS или бюро прогнозов погоды выпускают несколько морских продуктов:
Национальный центр по наблюдению за ураганами (NHC) и Центр по наблюдению за ураганами в центральной части Тихого океана (CPHC), базирующиеся в Майами, Флорида и Гонолулу, Гавайи , соответственно, отвечают за мониторинг тропической погоды в Атлантике , а также в центральной и восточной части Тихого океана . В дополнение к выпуску обычных прогнозов и обсуждений, центр руководства инициирует рекомендации и обсуждения по отдельным тропическим циклонам по мере необходимости. Если тропический циклон угрожает Соединенным Штатам или их территориям, отдельные WFO начинают выпускать заявления с подробным описанием ожидаемых последствий в пределах их локальной зоны ответственности. NHC и CPHC выпускают продукты, включая рекомендации по тропическим циклонам, прогнозы и предсказания формирования, а также предупреждения для районов Атлантики и частей Тихого океана.
Центр прогнозирования климата (CPC) в Колледж-Парке, штат Мэриленд, отвечает за все климатические прогнозы NWS. Их миссия заключается в том, чтобы «обслуживать общественность, оценивая и прогнозируя последствия краткосрочной изменчивости климата, подчеркивая повышенные риски экстремальных явлений, связанных с погодой, для использования в целях смягчения потерь и максимизации экономических выгод». Их продукция охватывает временные масштабы от недели до сезонов, простираясь в будущее, насколько это технически осуществимо, и охватывает сушу, океан и атмосферу, простираясь до стратосферы. Большинство продуктов, выпускаемых центром, охватывают континентальную часть США и Аляску .
Кроме того, бюро прогнозов погоды выпускают ежедневные и ежемесячные климатические отчеты для официальных климатических станций в пределах своей зоны ответственности. Они обычно включают зарегистрированные максимумы, минимумы и другую информацию (включая исторические экстремальные температуры, пятидесятилетние средние температуры и осадки, а также градусо-дни ). Эта информация считается предварительной, пока не будет сертифицирована Национальным центром климатических данных .
Основная сеть станций наблюдения за погодой на поверхности в Соединенных Штатах состоит из автоматизированных систем наблюдения за погодой на поверхности (ASOS). Программа ASOS является совместным проектом Национальной метеорологической службы (NWS), автоматической метеорологической станции (AWS), Федерального управления гражданской авиации (FAA) и Министерства обороны (DOD). [38] Станции ASOS предназначены для поддержки деятельности по прогнозированию погоды и авиационных операций, а также для удовлетворения потребностей метеорологических, гидрологических и климатологических исследовательских сообществ. ASOS была специально разработана для обеспечения безопасности авиационного сообщества, поэтому станции почти всегда располагаются вблизи взлетно-посадочных полос аэропортов. Система передает регулярные почасовые наблюдения вместе со специальными наблюдениями, когда условия превышают авиационные погодные пороги (например, условия меняются с визуальных метеорологических условий на приборные метеорологические условия ). Основными наблюдаемыми погодными элементами являются: состояние неба, видимость, текущая погода, препятствия для видимости, давление, температура, точка росы , направление и скорость ветра, накопление осадков и выбранные существенные замечания. Кодированные наблюдения выпускаются в виде METAR и выглядят примерно так:
МЕТАР KNXX 121155Z 03018G29KT 1/4SM +TSSN FG VV002 M05/M07 A2957 RMK PK WND 01029/1143 SLP026SNINCR 2/10 RCRNR T2 SET 6///// 7//// 4/010 T10561067 11022 21056 55001 PWINO PNO FZRANO
Получение большего количества информации об атмосфере, чаще и из большего количества мест является ключом к улучшению прогнозов и предупреждений. Из-за больших затрат на установку и эксплуатацию, связанных с ASOS, станции широко разнесены. Поэтому Программа кооперативных наблюдателей (COOP) , сеть из приблизительно 11 000 в основном добровольных наблюдателей за погодой, предоставляет большую часть метеорологических и климатических данных стране. Программа, которая была создана в 1890 году в соответствии с Органическим актом, в настоящее время имеет двойную миссию:
Национальная метеорологическая служба также поддерживает связи с частными мезонетами , такими как Citizen Weather Observer Program , для сбора данных, в частности, через Meteorological Assimilated Data Ingest System (MADIS). Финансирование также предоставляется сети добровольных метеорологов CoCoRaHS через головное агентство NOAA.
Прогнозистам NWS нужны частые, высококачественные морские наблюдения для изучения условий для подготовки прогнозов и проверки своих прогнозов после их составления. Эти наблюдения особенно важны для вывода числовых моделей погоды , поскольку большие водоемы оказывают сильное влияние на погоду. Другие пользователи полагаются на наблюдения и прогнозы для коммерческой и рекреационной деятельности. Чтобы помочь удовлетворить эти потребности, Национальный центр данных буев NWS (NDBC) в округе Хэнкок, штат Миссисипи, управляет сетью из примерно 90 буев и 60 наземных прибрежных систем наблюдения (C-MAN). Станции измеряют скорость, направление и порывы ветра; барометрическое давление; и температуру воздуха. Кроме того, все буи и некоторые станции C-MAN измеряют температуру поверхности моря , а также высоту и период волн. [39] Проводимость и течение воды измеряются на выбранных станциях. Все станции отчитываются ежечасно.
Дополнительные наблюдения за погодой осуществляются через программу судов добровольного наблюдения США (VOS) . [40] Она организована с целью получения данных о погоде и океанографических данных с проходящих судов. Международная программа под эгидой Всемирной метеорологической организации (ВМО) в области морского судоходства, VOS насчитывает 49 стран в качестве участников. Программа США является крупнейшей в мире, в ней участвует около 1000 судов. Наблюдения проводятся офицерами на палубе, кодируются в специальном формате, известном как «синоптический код судна», и передаются в режиме реального времени в NWS. Затем они распространяются по национальным и международным каналам для использования метеорологами при прогнозировании погоды, океанографами, службами маршрутизации судов, рыбаками и многими другими. Затем наблюдения передаются для использования в Национальный центр климатических данных (NCDC) в Эшвилле, Северная Каролина .
Данные о погоде в верхних слоях атмосферы необходимы для прогнозирования погоды и проведения исследований. NWS управляет 92 радиозондовыми станциями в Северной Америке и десятью станциями в Карибском море . Небольшой одноразовый комплект приборов подвешивается под шаром шириной 2 метра (6,6 фута), наполненным водородом или гелием , а затем ежедневно выпускается в 11:00 и 23:00 UTC или вскоре после этого. По мере того как радиозонд поднимается со скоростью около 300 метров в минуту (1000 футов в минуту), датчики на радиозонде измеряют профили давления, температуры и относительной влажности. Эти датчики связаны с работающим от батареи радиопередатчиком, который отправляет показания датчика на наземный приемник. Отслеживая положение радиозонда в полете, также получают информацию о скорости и направлении ветра на высоте. Полет может длиться более двух часов, и за это время радиозонд может подняться на высоту более 35 км (115 000 футов) и дрейфовать более 200 км (120 миль) от точки выпуска. Когда шар расширяется сверх своего предела упругости и лопается (около 6 м или 20 футов в диаметре), небольшой парашют замедляет спуск радиозонда, сводя к минимуму опасность для жизни и имущества. Данные, полученные во время полетов, кодируются и распространяются, после чего их можно нанести на диаграмму Skew-T или Stuve для анализа. В последние годы Национальная метеорологическая служба начала включать данные AMDAR в свои числовые модели (однако необработанные данные не доступны общественности).
Национальная метеорологическая служба разработала многоуровневую концепцию прогнозирования или оповещения населения обо всех типах опасных погодных явлений:
Краткосрочные погодные предупреждения и рекомендации, выпускаемые местными прогностическими офисами NWS, обычно охватывают территорию менее 500–5000 квадратных миль (1300–12900 км 2 ). Предупреждения о сильных местных штормах должны выпускаться за час или менее до наступления сильных погодных условий в определенной местности; NWS также выпускает предупреждения и рекомендации о различных гидрологических и негидрологических событиях, включая наводнения , сильные ветры без гроз, зимние штормы , сильную жару или холод, пожароопасную погоду и морские опасности, которые различаются по времени в зависимости от погодной ситуации ( внутренние и прибрежные предупреждения о тропических циклонах выпускаются Национальным центром по ураганам (NHC), руководящим центром Национального управления океанических и атмосферных исследований). NWS определяет предупреждение как «опасное погодное или гидрологическое событие, [которое] происходит, неизбежно или имеет очень высокую вероятность возникновения», а рекомендацию как «[выделение] особых погодных условий, которые менее серьезны, чем предупреждение [...] для событий, которые могут вызвать значительные неудобства, и если не проявить осторожность, [..] могут привести к ситуациям, которые могут угрожать жизни и/или имуществу». [41] [42] По сути, они указывают на то, что происходят опасные погодные условия, которые могут представлять риск для жизни и имущества, и предназначены для того, чтобы побудить широкую общественность предпринять немедленные действия и соблюдать меры предосторожности; у них также есть побочная цель — побудить персонал по управлению чрезвычайными ситуациями быть в состоянии готовности на случай, если погодная ситуация приведет к повреждению имущества или жертвам. Предупреждения о сильных грозах и наводнениях указывают на то, что происходят организованные сильные грозы или наводнения, тогда как предупреждения о торнадо выдаются, если указывается, что шторм производит наблюдаемый торнадо или демонстрирует сильное вращение на низком уровне. [43]
Процесс выпуска предупреждения или рекомендации начинается с наблюдений за гидрологическим или экстремальным погодным явлением, которое либо происходит в настоящее время (через радиолокационные изображения, сообщения местных теле- и радиостанций или наземные наблюдения местных правоохранительных органов, должностных лиц гражданской обороны, СМИ или наблюдателей за штормами), либо прогнозируется в течение 12–24 часов. Если после совместной работы предупреждение или рекомендация будут сочтены необходимыми, Бюро прогнозов погоды создаст бюллетень с помощью Системы интерактивной обработки прогнозов погоды Advance Weather Interactive Processing System ( AWIPS ), а затем распространит оповещение по различным каналам связи, доступным СМИ и различным агентствам, в Интернете, на спутниках NOAA и на метеорологическом радио NOAA . [44]
Продукт описывает тип оповещения, выдающий WFO, разделы правительственных подразделений ( округа , приходы , городки или независимые города ), охватываемые оповещением, и время его истечения (на основе местного часового пояса ). Некоторые продукты — особенно для предупреждений о сильных грозах, торнадо и наводнениях — включают тег, запрашивающий активацию Системы экстренного оповещения для запуска сообщений оповещения общественности по телевидению, радиостанциям, NOAA Weather Radio, а также приложениям для смартфонов и службам обмена сообщениями. Для локальных штормовых событий предупреждающий или консультативный продукт также содержит метеорологическую сводку последнего местоположения шторма или локального отчета о шторме, выпущенного до выпуска продукта (включая приблизительную площадь в уставных милях и предполагаемую скорость и направление), сопутствующие опасности, воздействия, муниципалитеты и обозначенные земельные участки (и, если применимо, отметки автомагистралей), охваченные предупреждением, и шаблонные сообщения о действиях, информирующие население о мерах предосторожности, которые им необходимо предпринять, или рекомендующие им быть бдительными в отношении любых предупреждений или прогнозов погоды, которые могут быть выпущены их местным отделением Национальной метеорологической службы. Заявление может быть выпущено в качестве последующего сообщения к предупреждению, наблюдению или чрезвычайной ситуации, которое может обновлять, продлевать или отменять ранее выпущенный продукт или использоваться в качестве уведомления о существенных погодных условиях, для которых в настоящее время не действует ни один тип оповещения для данного места или, как ожидается, не будет действовать.
В ситуациях, когда прогнозист указывает на существенную угрозу чрезвычайно суровой и опасной для жизни погоды с текущим местным погодным явлением, может использоваться расширенная формулировка, чтобы отметить повышенную угрозу значительным местным штормовым событием. В апреле 2012 года NWS внедрила систему предупреждения на основе воздействия в своих офисах прогнозов погоды в Уичито и Топике , Канзас , и Спрингфилде , Сент-Луисе и Канзас-Сити / Плезант-Хилл , Миссури ; пилотный проект, который будет расширен до 80 офисов прогнозов погоды, контролируемых штаб-квартирой Центрального, Восточного, Южного и Западного регионов, к весне 2015 года включает теги сообщений в основной текст продукта, описывающие источник отчета об опасности, потенциальный ущерб и, если применимо, радиолокационные показания или физические наблюдения торнадо или возможность торнадо; Опасности также суммируются в конце текста продукта (описывая предполагаемый максимальный размер града и порывы ветра, и, если применимо, если шторм имеет потенциал вызвать торнадо или в случае предупреждения о торнадо, основание предупреждения или его угроза ущерба). [45] [46] [47] [48] Формулировка « Особо опасная ситуация » (PDS), которая была создана Центром прогнозирования штормов для использования в продуктах для наблюдения за торнадо во время ожидаемых вспышек экстремальных погодных условий высокого класса, выдается субъективно. [49] Иногда она выдается вместе с предупреждениями о торнадо, как правило, если сообщается о крупном торнадо, способном нанести ущерб EF3–EF5 или оставаться на земле в течение длительного времени — иногда непрерывно — пути (хотя в таких случаях может быть выдана чрезвычайная ситуация из-за торнадо , если ожидается, что торнадо направится в густонаселенную область). [49] Предупреждения PDS для других оповещений появляются еще реже, и их критерии различаются в зависимости от типа оповещения, к которому применяется формулировка. [49]
До 30 сентября 2007 года местные отделения Национальной метеорологической службы выпускали предупреждения о сильных грозах, торнадо, внезапных наводнениях и морских опасностях, используя геополитические границы. Внедрение штормовых предупреждений 1 октября 2007 года привело к тому, что предупреждения об этих метеорологических или гидрологических угрозах стали обозначаться многоугольными фигурами в картографических продуктах об опасностях погоды, которые очерчивают определенные разделы правительственных субюрисдикций, которые покрываются предупреждением, на основе прогнозируемого пути шторма, определенного доплеровским радаром на момент выпуска предупреждения; однако иногда в полигон предупреждения могут быть включены целые округа/приходы, особенно если они охватывают небольшую географическую область. [50] Предупреждения могут быть расширены, сокращены (путем исключения юрисдикций, где прогнозисты SPC и NWS больше не считают, что существует реальная угроза суровой погоды, в этом случае штормовое предупреждение может принять трапециевидную форму в продуктах слежения на основе карт) или отменены до установленного срока истечения срока местными отделениями NWS.
NWS также выпускает экспериментальные продукты воздействия суровых погодных условий для использования в аккаунтах социальных сетей, поддерживаемых местными бюро прогнозов, а также Enhanced Data Display (EDD), экспериментальный пилотный проект, созданный инициативой WeatherReady Nation офиса в Чарльстоне, Западная Вирджиния . Продукт обеспечивает графическое отображение предупреждений и часов короткого замыкания (в частности, часов и часов предупреждений о торнадо и сильных грозах, а также предупреждений о внезапных наводнениях), показывая карту зоны предупреждения (обведенную красным многоугольником) и мест (включая сообщества и межгосударственные автомагистрали), которые будут затронуты. Для предупреждений о сильных грозах, торнадо и внезапных наводнениях предполагаемая численность населения в зоне предупреждения и приблизительное общее количество государственных школ и больниц в зоне предупреждения, а также максимальная прогнозируемая интенсивность размера града, порывов ветра и потенциальных торнадо; предупреждения о торнадо, упомянутые в продукте воздействия, также обозначают, было ли предупреждение выпущено на основе показаний радара или подтверждения с земли. [51]
NOAA Weather Radio All Hazards (NWR) , продвигаемая как «Голос Национальной метеорологической службы», представляет собой специальную радиосистему, которая передает непрерывные сводки погоды, предупреждения и прогнозы 24 часа в сутки непосредственно из ближайшего офиса NWS, при этом трансляции охватывают 95–97% населения Соединенных Штатов. Система, которой владеет и управляет NWS, состоит из 1030 передатчиков, охватывающих все 50 штатов; прилегающие прибрежные воды; Пуэрто-Рико ; Виргинские острова США ; и тихоокеанские территории США Американского Самоа , Гуама и Северных Марианских островов . NWR требует сканера или специального радиоприемника, способного улавливать сигнал. Отдельные станции NWR передают любую из семи выделенных частот с центром в 162 МГц (известных совместно как «погодный диапазон») в морском радиодиапазоне VHF . В последние годы национальные агентства по реагированию на чрезвычайные ситуации, такие как Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях (FEMA) и Министерство внутренней безопасности, начали использовать возможности NWR для эффективного охвата большой части населения США. При необходимости система также может использоваться (в сочетании с Системой оповещения о чрезвычайных ситуациях ) для трансляции оповещений и информации о гражданских, природных и технологических чрезвычайных ситуациях и катастрофах, в дополнение к тем, которые связаны с погодой – отсюда и добавление фразы «Все опасности» к названию.
NOAA Weather Wire Service (NWWS) — это спутниковая система сбора и распространения данных, которой управляет Национальная метеорологическая служба, созданная в октябре 2000 года. Ее цель — своевременно предоставлять государственным и федеральным органам власти, коммерческим пользователям, средствам массовой информации и частным лицам метеорологическую, гидрологическую, климатологическую и геофизическую информацию. Все продукты в потоке данных NWWS имеют приоритет, причем наивысший приоритет получают метеорологические и гидрологические предупреждения (следующие по приоритету — часы). NWWS доставляет пользователям предупреждения о суровой погоде и штормах в течение десяти секунд или менее с момента их выпуска, что делает ее самой быстрой из имеющихся систем доставки. Продукты транслируются пользователям через спутник AMC -4.
Сеть информации о погоде для руководителей служб по чрезвычайным ситуациям ( EMWIN ) — это система, разработанная для предоставления сообществу по управлению чрезвычайными ситуациями доступа к набору предупреждений, часов, прогнозов и других продуктов NWS без регулярных затрат. Она может получать данные по радио, через Интернет или через специальную спутниковую антенну в зависимости от потребностей и возможностей пользователя.
NOAAPORT — это односторонняя система широковещательной связи, которая предоставляет данные и информацию об окружающей среде NOAA в режиме, близком к реальному времени, NOAA и внешним пользователям. Эта широковещательная служба реализуется коммерческим поставщиком спутниковой связи, использующим C-диапазон .
Онлайн-сервис агентства Weather.gov — это веб-сайт с обширным набором данных, управляемый NWS, который служит порталом для сотен тысяч веб-страниц и более 300 различных веб-сайтов NWS. Через его домашнюю страницу пользователи могут получить доступ к местным прогнозам, введя название места в основную строку поиска прогнозов, просмотреть быстро обновляемую карту активных наблюдений и предупреждений и выбрать области, связанные с графическими прогнозами, национальными картами, радарными дисплеями, данными о качестве рек и воздуха, спутниковыми изображениями и климатической информацией. Также предлагаются XML-потоки данных активных наблюдений и предупреждений, наблюдения ASOS и цифровые прогнозы для сеток 5x5 километров (3 x 3 мили). Все местные офисы прогнозов погоды NWS имеют собственные региональные веб-страницы, которые предоставляют доступ к текущим продуктам и другой информации, относящейся к местной зоне ответственности офиса. Weather.gov заменил Интерактивную сеть метеорологической информации (IWIN) , раннюю интернет-службу агентства, которая предоставляла данные Национальной метеорологической службы с 1990-х до середины 2000-х годов.
С 1983 года NWS предоставляет внешним пользователям доступ к метеорологической информации, полученной или полученной от правительства США, через набор услуг линии передачи данных, называемых Family of Services (FOS) , которые доступны через выделенные линии телекоммуникационного доступа в районе Вашингтона, округ Колумбия. Все услуги данных FOS управляются компьютерными системами NWS Telecommunication Gateway, расположенными в штаб-квартире NWS в Силвер-Спринг, штат Мэриленд. Пользователи могут получить любую из отдельных услуг от NWS за единовременную плату за подключение и ежегодную абонентскую плату.
Система метеорологических радаров Доплера WSR-88D , также называемая NEXRAD , была разработана Национальной метеорологической службой в середине 1980-х годов и полностью развернута на большей части территории США к 1997 году. В США, ее различных территориальных владениях и в некоторых зарубежных местах действуют 158 таких радиолокационных станций. Эта технология, благодаря своему высокому разрешению и способности обнаруживать внутриоблачные движения, в настоящее время является краеугольным камнем операций агентства по предупреждению о суровых погодных условиях.
Метеорологи Национальной метеорологической службы используют передовую систему обработки, отображения и телекоммуникаций информации, Advance Weather Interactive Processing System ( AWIPS ), для выполнения своей работы. Эти рабочие станции позволяют им легко просматривать множество метеорологической и гидрологической информации, а также составлять и распространять продукты. Центр моделирования окружающей среды Национальной метеорологической службы был одним из первых пользователей общей инфраструктуры моделирования ESMF . Глобальная система прогнозирования (GFS) является одним из приложений, построенных на этой структуре.
В 2016 году NWS значительно увеличила вычислительную мощность своих суперкомпьютеров, потратив 44 миллиона долларов на два новых суперкомпьютера от Cray и IBM . Это было обусловлено относительно более низкой точностью численной модели прогнозирования погоды Global Forecast System (GFS) NWS по сравнению с другими глобальными погодными моделями. [52] [53] Это было наиболее заметно в модели GFS, неверно предсказавшей выход урагана «Сэнди» в море за четыре дня до выхода на сушу; в то время как модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды правильно предсказала выход на сушу за семь дней. Новые суперкомпьютеры увеличили вычислительную мощность с 776 терафлопа до 5,78 петафлопса. [54] [55] [56]
По состоянию на 2016 год Национальная метеорологическая служба была организована следующим образом [58]
Несмотря на то, что Национальная метеорологическая служба считается одной из ведущих метеорологических организаций в мире, в 2005 году некоторые консерваторы считали, что она несправедливо конкурирует с частным сектором. [59] Прогнозы и данные Национальной метеорологической службы, являясь работами федерального правительства, находятся в открытом доступе и, таким образом, доступны любому бесплатно в соответствии с законодательством Соединенных Штатов. Время от времени ситуация подвергается официальному обзору, чтобы выяснить, можно ли добиться более экономного и эффективного подхода путем некоторой степени приватизации. [60]
В 1983 году администрация Рейгана и администратор NOAA Джон В. Бирн объявили о предложении продать все метеорологические спутники агентства на аукционе с намерением выкупить метеорологические данные у частных подрядчиков, которые приобретут спутники. Согласно предложению, 30% рабочей силы NOAA будут проверены на предмет возможных увольнений, а некоторые специализированные прогнозы сельскохозяйственного и экономического значения будут ликвидированы. NOAA также предложило передать станции наблюдения за погодой, метеорологическое радио NOAA и компьютерный анализ поверхности частным компаниям. Предложение было встречено негативной реакцией среди общественности, членов Конгресса и групп защиты прав потребителей (включая, в первую очередь, Ральфа Нейдера ), возражавших против возможности продажи метеорологической информации, предназначенной для общественного пользования, частным организациям, которые получат прибыль от продажи данных. Предложение о продаже спутниковой сети не прошло при голосовании в Конгрессе, в то время как другие аспекты предложения о ликвидации частей агентств NOAA были в конечном итоге сорваны. [22]
В 2005 году сенатор от Пенсильвании Рик Санторум представил Закон о национальных обязанностях метеорологической службы 2005 года [61] , законопроект, который запрещал бы Национальной метеорологической службе свободно распространять метеорологические данные. Законопроект подвергся широкой критике со стороны пользователей услуг Национальной метеорологической службы, особенно со стороны должностных лиц по чрезвычайным ситуациям, полагающихся на Национальную метеорологическую службу для получения информации во время пожаров, наводнений или суровых погодных условий. Такие группы, как Ассоциация владельцев и пилотов воздушных судов, осудили ограничения законопроекта на прогнозирование погоды как угрожающие безопасности воздушного движения, отметив, что 40% всех авиационных происшествий, по крайней мере, частично связаны с погодой. [62] Законопроект не привлек соавторов и умер в комитете во время сессии Конгресса 2005 года.
Критики, такие как профессор Вашингтонского университета Клифф Масс [63], утверждали, что прогнозы NWS не настолько точны, как могли бы быть, и что это привело к неточным ежедневным прогнозам погоды и опасно плохим предсказаниям относительно местоположения и интенсивности экстремальных погодных явлений, таких как метели и ураганы. В 2016 году Британское метеорологическое бюро , Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) и Северо-западный региональный консорциум моделирования в Сиэтле были названы как производящие более точные прогнозы в определенных обстоятельствах. По мнению критиков, причины включают в себя: [64]
Проект Next Generation Global Prediction System в NWS [65] направлен на устранение некоторых из этих критических замечаний путем запуска единой высококачественной модели, которая использует преимущества последних результатов исследований. [ необходима ссылка ] В 2016 году NOAA объявило о разработке Next Generation Global Prediction System. [66]
