Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО»
Кафедра метеорологии и климатологии
«Терминология и оценка оправдываемости
долгосрочных прогнозов погоды »
Контрольная работа
специальность 073100 – Метеорология
студентки 5 курса географического факультета
Черновой Елены Владимировны
Научный руководитель,
доцент, к.г.н., доцент __________________ С.В.Морозова
Заведующий кафедрой,
профессор, д.т.н., профессор __________________ Ю.А.Скляров
Саратов 2010
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3
1.ТЕРМИНОЛОГИЯ ДПП
2.ОПРАВЫВАЕМОСТЬ ДПП……………………….…………………….7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….…12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………13
ВВЕДЕНИЕ
Каждый день миллионы людей в мире смотрят телевизор, слушают радио, читают газеты, чтобы узнать о погоде. Зависимость человека от погоды отражена в древних легендах, сказках, летописях. Первый научный трактат написан Аристотелем в 4 веке до нашей эры. Парадоксально, но зависимость людей от погоды и важность ее предсказания увеличилась.
С одной стороны научно-технический прогресс способствует независимости нашего благополучия от погоды. Но с другой стороны сложная современная техника и коммуникации весьма чувствительны к неблагоприятной погоде, а выход их из строя, даже на короткий срок. отрицательно оказывается на работе многих предприятий. Возьмем. например, одного из наиболее широких потребителей метеорологической информации - авиацию. До ее появления не было необходимости в прогнозировании ветра и температуры воздуха на больших высотах, турбулентности, низкой облачности. Сейчас, когда авиация превратилась в важную отрасль экономики, ценность точной информации о ветре по маршруту полета и специализированных прогнозов погоды по аэродрому является одним из существенных экономических факторов воздушно-транспортных перевозок.
Погода по-прежнему оказывает значительное влияние на деятельность морского флота. Штормовые ветры, льды и айсберги, туман увеличивают вероятность повреждения судов, задержки их в пути, дополнительного расхода горючего. Сельское хозяйство особенно чувствительно к изменениям погоды. Формирование урожая и его сбор зависят в значительной степени от метеорологических факторов. Во многих странах колебания урожая под влиянием погоды достигают и даже превышают 30%. Потери урожая из-за засушливых условий, излишнего увлажнения, града, заморозков и других явлений могут быть существенно снижены при наличии прогнозов погоды и правильном их учете.
1. ТЕРМИНОЛОГИЯ ДПП
Основная задача синоптической метеорологии – прогноз погоды. Нередко используется и сходное понятие «предсказание погоды». Эти понятия являются близкими, но не вполне совпадают. Прогноз – это научное предвидение, суждение о будущем на основе научного анализа имеющейся информации. Более широким является понятие «предсказание» в его основе может лежать не только научная, но и любая другая система взглядов.
Прогноз и совершенствование методов прогноза являются важнейшей функцией всех отраслей естественных и общественных наук. Способность предвидеть будущее представляет собой наиболее точный показатель уровня развития каждой науки. Все прогнозы подлежат оценке, без чего невозможно обеспечить совершенствование наших представлений и , в конечном счете, прогрессивное развитие научных методов предсказания.
Единой международной терминологии и системы оценки ДМП еще не выработано, да и в нашей стране нередко используются различные оценки и критерии эффективности прогнозов.
С ростом заблаговременности прогноза τ уменьшается возможность прогнозировать детали синоптического положения. Содержание прогноза погоды становится более общим, все больше ограничивается средними характеристиками.
Трех дневные прогнозы (на вторые и третьи сутки) по содержанию близки краткосрочным суточным прогнозам. Практика работы прогностических центров РФ, США и европейских стран показывает, что наиболее эффективное предсказание синоптического положения и погоды во внетропических районах северного полушария осуществляется на срок до 5 суток. С большей заблаговременностью (5 -10 суток) успешно прогнозируются осредненные погодные характеристики (аномалии температуры воздуха, атмосферные осадки).
Долгосрочные прогнозы (на месяц, сезон, год) должны содержать лишь обобщенные характеристик атмосферной циркуляции и погоды. Индивидуальный прогноз на определенный момент времени и описание погоды по срокам, по- видимому, принципиально невозможным. Их составление противоречит представлению о пределе предсказуемости атмосферных процессов.
Рассмотрим наиболее простой случай оценки прогноза в одном пункте.
Среднее значение абсолютной ошибки δ=/Ф-П/ при достаточном большом числе прогнозов надежно характеризует возможности методики. Считается, что методические прогнозы точнее климатического прогноза (прогноза нормы). Ошибки климатического прогноза характеризуются модулями осредненных значений аномалии (отклонений от многолетней нормы)
δк = 1 N ∑ / Фі – Фі */.
Здесь N – число аномалий, взятых за те же случаи, для которых составляется прогноз. Относительная ошибка (δ/δк) должна быть меньше 1, т.е. δ ‹ δк. Заметим, что данный критерий имеет смысл, если число прогнозов достаточно велико. В отдельные периоды, когда Ф близко к Ф*, даже хорошая методика не может обеспечить относительной ошибки меньше 1.
Методический прогноз должен быть эффективнее инерционного. Чтобы получит инерционный прогноз Пи, последнюю аномалию , известную к моменту составления прогноза , нужно рассматривать , как прогностическую. Например, месячный прогноз температуры, на январь составляется в конце декабря. Аномалия декабря уже известна /Фх-Фх*/, тогда
/Пи/1=/ Фх-Фх*/+Ф11.
Если мы оцениваем методику прогноза на будущий месяц, тов качестве прогностической аномалии инерционного прогноза на январь берется фактическая аномалия декабря.
Если испытывается методика прогноза с заблаговременностью 2 месяца. То декабрьская аномалия будет инерционным прогнозом аномалии на февраль:
/Пи/11=/Фх11-Фх11*/+Ф11
При среднесрочном прогнозе сравнение с инерционным прогнозом является реальной и необходимой характеристикой его эффективности. Если синоптическая ситуация устойчива и на большей территории сохраняется географическая локализация циклонических и антициклонических полей, инерционный прогноз будет иметь довольно высокий уровень оправдаваемости. Превысить этот уровень не всегда удается. При организации испытаний методики среднесрочного прогноза нужно предусмотреть включение периодов и с устойчивой, и с быстро меняющейся синоптической обстановкой.
Инерционные прогнозы с большой заблаговременностью, как правило, имеют низкий уровень оправдываемости. Однако при наличии, в каком- либо районе выраженного тренда или, например, при прогнозе термических условий в океанических районах сравнение с инерционным прогнозом желательно.
Более сложной системой оценки является сравнение методических прогнозов со «случайными». В США этот вид оценки имеет основное значение. Применяется он и в ряде других стран.
2. ОПРАВДЫВАЕМОСТЬ ДПП
Уровень оправдываемости случайного прогноза определяется на основе обобщения многолетних материалов наблюдений и построения интегральных кривых обеспеченности. По этим кривым выделяется несколько градаций с заданной обеспеченностью. Обычно выделяют три-пять градаций. Градации могут быть равновероятными (иметь одинаковую статистическую обеспеченность) или включать различные части многолетнего ряда наблюдений.
После выделения определенного числа градаций и их обеспеченности необходимо установить критерии оправдываемости. При оценке месячных прогнозов в США оправдавшимся считается прогноз не только в случае совпадения прогностической и фактической градаций, но и при фактическом осуществлении соседей градации. Оценка будет более строгой, если осуществлении градации, соседей с прогнозируемой, оценивается в 50 % .
Определение уровня оправдываемости случайного прогноза производится один раз. Методические прогнозы оцениваются таким же образом, их сравнение с уровнем оправдываемости случайного прогноза дает представление об эффективности. Месячные прогнозы температуры воздуха, как показывают оценки, выполненные в США, эффективнее случайного прогноза при 5 диагностических и прогностических градациях на 10-15 %.Месячный прогноз осадков в трех градациях эффективнее случайных прогнозов на 2-4%.
В 1977 г. в нашей стране введена единая терминология краткосрочных и среднесрочных прогнозов погоды и предупреждений об опасных и особо опасных явлениях. Прогнозы погоды на сутки последующие двое суток (трехдневные) составляются к 11-14 ч. местного времени.
Трехдневные прогнозы составляются только по району. В них используются те же градации облачности, осадков, ветра, температуры воздуха, что и в краткосрочных прогнозах.
Прогнозы среднего количества осадков на 5 суток даются по «квадратам» (5˚ по широте, 10 ˚ по долготе). Используются следующие пять градаций: без осадков, слабые или небольшие, умеренные, значительные и сильные осадки.
Прогнозы аномалий средней температуры воздуха на 5 суток и 10 суток даются по пунктам, по сети опорных станций. Используется интервал 5 ˚ С, причем прогнозируется аномалия - отклонение от многолетней нормы соответствующей пентады или декады. Оценка оправдываемости прогнозов осадков производится согласно табл.1.