Nowcasting — это прогноз погоды на очень короткий мезомасштабный период до 2 часов, согласно Всемирной метеорологической организации , и до шести часов, согласно другим авторам в этой области. [1] [2] Этот прогноз представляет собой экстраполяцию во времени известных параметров погоды, включая полученные с помощью дистанционного зондирования , с использованием методов, которые учитывают возможную эволюцию воздушной массы . Поэтому этот тип прогноза включает детали, которые не могут быть решены с помощью моделей численного прогнозирования погоды (ЧПП), работающих на более длительные периоды прогнозирования.
Прогнозирование текущей погоды в метеорологии использует данные наземной метеостанции , данные ветрового профилометра и любые другие доступные погодные данные для инициализации текущей погодной ситуации и прогноза путем экстраполяции на период от 0 до 6 часов. В этом временном диапазоне можно прогнозировать небольшие особенности, такие как отдельные штормы, с разумной точностью. Эхосигналы метеорологических радаров и спутниковые данные, дающие облачный покров, особенно важны для прогнозирования текущей погоды, поскольку они очень подробны и выделяют размер, форму, интенсивность, скорость и направление движения отдельных особенностей погоды на постоянной основе и с гораздо лучшим разрешением, чем наземные метеостанции. [3]
Раньше это была простая экстраполяция прогнозиста на следующие несколько часов. [3] Но с развитием мезомасштабных числовых моделей погоды эта информация может быть введена в экспертную систему для создания гораздо лучшего прогноза, объединяющего численное предсказание погоды и локальные эффекты, которые обычно невозможно знать заранее. Различные исследовательские группы, государственные и частные, разработали такие программы.
Например, французская метеорологическая служба Météo-France использует программное обеспечение под названием ASPIC для экстраполяции в мелком масштабе областей выпадения осадков. [4] Другими примерами являются AutoNowcaster , разработанный UCAR для прогнозирования краткосрочного движения и развития гроз, [5] 3D nowcasting — экспериментальная технология Института передовых вычислительных наук RIKEN [6] и частные фирмы, такие как Tomorrow.io (ранее ClimaCell), использующие свое фирменное программное обеспечение HyperCast для прогнозирования типа и интенсивности осадков с геопространственным разрешением 300–500 м [7]
Экстраполяция данных, включая развитие или рассеивание, может использоваться для поиска вероятного местоположения движущейся погодной системы. Интенсивность осадков из конкретного облака или группы облаков может быть оценена, что дает очень хорошее указание относительно того, следует ли ожидать наводнения, разлива реки и т. д. В зависимости от площади застроенного пространства, дренажа и землепользования в целом, может быть выдано прогнозное предупреждение.
Таким образом, прогнозирование текущей погоды используется для обеспечения общественной безопасности, для работы, связанной с погодными условиями, например, для уборки снега, для прогнозов погоды в авиации как в конечной, так и в маршрутной среде, для безопасности на море, управления водными и энергетическими ресурсами, для бурения нефтяных скважин на море, для строительной отрасли и индустрии отдыха . Преимущество прогнозирования текущей погоды заключается в том, что оно предоставляет прогнозы начала, роста, движения и рассеивания штормов для конкретных мест, что позволяет людям в конкретных местах подготовиться к определенному погодному явлению. [3]
Признано, что прогнозирование текущей погоды имеет огромную ценность в пустынных районах, таких как страны Африки к югу от Сахары , где быстро меняющиеся погодные условия могут иметь драматическое влияние на население и экономическую деятельность, которое можно смягчить с помощью раннего оповещения. [8]
Краткосрочный прогноз так же стар, как и само прогнозирование погоды. В девятнадцатом веке первые современные метеорологи использовали методы экстраполяции для прогнозирования движения систем низкого давления и антициклонов на картах поверхности. Впоследствии исследователи применили законы гидродинамики к атмосфере и разработали ЧПП, каким мы его знаем сегодня. Однако разрешение данных и параметризация примитивных метеорологических уравнений все еще оставляют неопределенность относительно мелкомасштабных проекций во времени и пространстве.
Появление средств дистанционного зондирования, таких как радары и спутники, и более быстрое развитие компьютеров в значительной степени помогают заполнить этот пробел. Например, цифровые радиолокационные системы сделали возможным отслеживание гроз , предоставляя пользователям возможность получать подробную информацию о каждом отслеживаемом шторме с конца 1980-х годов. Сначала они идентифицируются путем сопоставления необработанных данных об осадках с набором предварительно запрограммированных характеристик в системе, включая признаки организации по горизонтали и непрерывности по вертикали. [9] После того, как грозовая ячейка идентифицирована, скорость, пройденное расстояние, направление и расчетное время прибытия (ETA) отслеживаются и регистрируются для дальнейшего использования.
В 2017 году появление пассивных средств зондирования, таких как беспроводные сети, помогло продвинуться в прогнозировании погоды еще дальше. Стало возможным получать данные каждую минуту и достигать большей точности в краткосрочном прогнозировании.
Несколько стран разработали программы прогнозирования текущей погоды, как упоминалось ранее. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) поддерживает эти усилия и проводила испытательные кампании таких систем в различных случаях. [10] Например, во время Олимпийских игр в Сиднее и Пекине несколько стран были приглашены использовать свое программное обеспечение для поддержки Игр. [11] [12] [13]
Несколько научных конференций, посвященных этой теме. В 2009 году ВМО даже организовала симпозиум, посвященный прогнозированию текущей погоды. [14]
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )