Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Полезные ссылки:
Метеоцентр.Азия - наш сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам России и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для смартфонов)

Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 3 [ nym, alexeyich, Tuskarilla ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 5 [16 Окт 2019 17:34]
Гостей - 0 / Участников - 5

 - Начало - Ответить - Статистика - Регистрация - Поиск -
МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Метеорология: наука и практика / Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.
<< . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 10 ... 36 . 37 . >>
Автор Сообщение
mtclub14
Участник
Письмо
Чайковский (временами Ижевск)
# Дата: 6 Авг 2012 20:42


А вы все считаете что ли вручную?

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 6 Авг 2012 21:01


mtclub14
Если бы мы считали вручную, то не было бы времени даже на посещение метеоклуба :) Конечно нет. За нас это делает специальная программа GRADS, которая сама делает подсчёты и строит карты. Нам остаётся лишь задать ей формулу в виде скрипта и всё :)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Авг 2012 21:06


TornadoF5

Хотя синоптики до появления компьютеров считали все подобные параметры именно вручную. Представляю, какой тяжёлый и муторный был этот труд :-(

mtclub14
Участник
Письмо
Чайковский (временами Ижевск)
# Дата: 6 Авг 2012 21:10 - Поправил: mtclub14


TornadoF5, посмотрел программу. Я в шоке. Как же вы работаете из командной строки )
Посмотрю, удастся ли мне ее освоить )

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Авг 2012 21:15


mtclub14

Мы скрипты пишем :-) А командную строку используем лишь для ввода времени/координат.

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 6 Авг 2012 21:17


mtclub14

Я занимаюсь разработкой скриптов для градса, они отображают кучу метеопараметров для Пермского края и прилегающих территорий. Если интересно, скриптом поделюсь.

mtclub14
Участник
Письмо
Чайковский (временами Ижевск)
# Дата: 6 Авг 2012 21:37 - Поправил: mtclub14


bullterrier , да если честно, хочется самому расчитывать индексы неустойчивости атмосферы для своего города.

Просто что не введу, всегда вылетает.
help бы какой-нибудь почитать.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 7 Авг 2012 06:49


А командную строку используем лишь для ввода времени/координат.
Cumulonimbus incus

И даже это можно делать автоматизированно.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 7 Авг 2012 06:51


help бы какой-нибудь почитать.
mtclub14

Почитайте :)

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =16&topic=2805&page=0#12

mtclub14
Участник
Письмо
Чайковский (временами Ижевск)
# Дата: 7 Авг 2012 08:17


Corvus , благодарю.

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 7 Авг 2012 10:50


Corvus
Выше, чем у всех известных мне методов

Замечательно!

http://meteocenter.net/fact/ts2.png

На этой карте сейчас индекс , который строится по формуле: p = 13 * T850 - 6.5 * (D850 + D700 + 0.3 * D500 + T500) - 112 или на ней индекс GFP?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 7 Авг 2012 12:16


на ней индекс GFP
spralex

GFP.

Окончательный код скрипта тут:

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =16&topic=3212&page=4#24

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 7 Авг 2012 12:20 - Поправил: Corvus


Ещё неплохой индекс Рэклиффа-Джеферсона (по физическому смыслу он схож с методом Фауста), вычисляемый на основе Тсм на уровне 900 гПа, Т500 и среднего дефицита в слое 850-500 гПа:

'tc = TMPPRS(LEV=900)-273'
'rh = RHPRS(LEV=900)'
'TD900 = tc-((14.55+0.114*tc)*(1-0.01*rh) + pow((2.5+0.007*tc)*(1-0.01*rh),3) + (15.9+0.117*tc)*pow((1-0.01*rh),14))'
'Tdc = TD900'
'E = 6.11 * pow ( 10 , (7.5 * Tdc / (237.7 + Tdc)) )'
'P = 900'
'Tc = tc'
'GAMMA = 0.00066*P'
'DELTA = 4098*E/(Tdc+237.3)/(Tdc+237.3)'
'Tw = ((GAMMA*Tc)+(DELTA*Tdc))/(GAMMA+DELTA)'
'RJ = 1.6 * Tw - T500 - 0.5 * Davg - 8'
'p = 4.2 * RJ - 10'
'd p'

Точность прогноза похуже, чем у GFP, но в целом вполне приличная (лучше, чем у всяких К, ТТ и т.п. простых индексов).

Вот сгенерировал карту по этому индексу на данный момент:

http://meteocenter.net/fact/ts2_test.png

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 7 Авг 2012 12:30


Corvus

Понятно, спасибо! Видно, что GFP хорошо "работает" особенно в зонах фронтов (но и не только).

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 10 Авг 2012 10:06


В Краснодаре вчера вечером выпало 67 мм. осадков! В Тихорецке 22 мм.+шквал 22 м/с. Ничего подобного в тех краях не прогнозировалось ни сном ни духом, лишь в самый последний момент ГФС как всегда "одумалась".
ThunderStorm

Как я уже не раз говорил, сырые глобальные модели в принципе не прогнозируют конвективные осадки (та переменная, что у ГФС носит такое название, - жалкое недоразумение, и в 90% случаев она равна нулю).

Для оценки конвективных осадков надо использовать модели с надстройками (ГФС+, СМС+, ГСС) или мезомасштабные модели (WRF, HIRLAM, COSMO).

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 10 Авг 2012 13:01


Corvus

Для оценки конвективных осадков надо использовать модели с надстройками (ГФС+, СМС+, ГСС) или мезомасштабные модели (WRF, HIRLAM, COSMO).

Как Вы считаете, может есть смысл попробовать "уточнить" индекс GFP по положению зон умеренных и сильных осадков (по моделям с надстройками, а в идеале по мезо-моделям). Дело в том что по-некоторому субъективному опыту анализа и прогноза гроз умеренной и, особенно, сильной интенсивности (мощные конвективные шторма), они чаще возникают в этих расчетных зонах (конечно, в соответсвующем, более общем поле высокого значения ЛИ, К, САРЕ и др. ) Конечно, здесь не совсем прямая связь и многое зависит от фактора общей успешности прогноза конвективных осадков у конкретной модели, но всё же, связь естественно есть: если по модели совпадают зоны умеренных и сильных осадков и максимальные благоприятные условия по GFP для конвекции - это наиболее благоприятные районы для развития гроз (конвективных штормов).

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 10 Авг 2012 19:35


Как Вы считаете, может есть смысл попробовать "уточнить" индекс GFP по положению зон умеренных и сильных осадков (по моделям с надстройками, а в идеале по мезо-моделям).
spralex

Да, есть. Но прогноз конв. осадков задача более сложная, чем фоновый прогноз гроз (простыми индексами тут не обойдёшься). Для этого нужно точно спрогнозировать ВНГО и ВВГО КД, а также среднюю разность Т в КД между кривой состояния и кривой стратификации. Алгоритм у меня (в ГСС и т.п.) довольно громоздкий, вот думаю, как его адаптировать к ГРАДС.

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 11 Авг 2012 10:37


Corvus
Алгоритм у меня (в ГСС и т.п.) довольно громоздкий, вот думаю, как его адаптировать к ГРАДС.

Понятно, спасибо. Было бы неплохо, если бы в расчет по GFP (или для прогноза мощных штормов - в MCS) в ГРАДСе добавить этот алгоритм и посмотреть результат, может что интересное и получится.

точно спрогнозировать ВНГО и ВВГО КД, а также среднюю разность Т в КД между кривой состояния и кривой стратификации

Наверное в мезомасштабных моделях есть такие переменные? А в глобальных - нет?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 13:19


Было бы неплохо, если бы в расчет по GFP (или для прогноза мощных штормов - в MCS) в ГРАДСе добавить этот алгоритм и посмотреть результат, может что интересное и получится.
spralex

Согласен. Уже сейчас карта http://meteocenter.net/fact/ts2.png
неплохо коррелирует с картой
http://oiswww.eumetsat.org/IPPS/html/GE/EUM.kml
но при этом видно, что фактические зоны ливней (как и гроз) гораздо меньше зон гроз, которые прогнозирует GFP (как и другие методы).


Наверное в мезомасштабных моделях есть такие переменные?


В мезомасштабных по умолчанию тоже нет (надо разбираться). Например, в WRF-ARW вот что есть:

На изобар. поверхностях
Высота изобарической поверхности, ГПМ

Температура, K


Температура точки росы, K

Относительная влажность, %


Вертикальная скорость
в z – координатах, м/с

u – компонент ветра, м/с

v- компонент ветра, м/с

Радиоэхо, дБZ

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 13:20


Приземный слой

Давление на уровне моря, приведенное по Шуэллу, Па

Температура на 2 м, К

Т-ра точки росы на 2 м, К

Относительная влажность
на 2 м, %

U – компонент ветра на 10 м, м/с

V – компонент ветра на 10 м, м/с

Т-ра
поверхности, К

Высота геопотенциальная, гпм


Порывы ветра у поверхности, м/с

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 13:21


Облачность

Максимальное радиоэхо в столбе атмосферы, дБZ

Водозапас облаков, кг/м2 = мм

Ледозапас облаков, кг/м2 = мм


Влагозапас столба воздуха,
кг/м2 = мм



Осадки

Суммарные общие (ливневые + сеточные) осадки, кг/м2 = мм
Накопление происходит на отрезке времени от начала интегрирования модели до времени выдачи информации

Водозапас жидких осадков,
кг/м2 = мм

Ледозапас осадков в виде снега,
кг/м2 = мм

Конвективная доступная потенциальная энергия (САРЕ),
Дж/кг



Подст. поверхность

Водный эквивалент
снега, кг/м2 = мм

Температура почвы (К) в слое 0-10 см

Объемная влажность почвы в слое 0-10 см, (жидкая + ледяная фазы), м3/м3

Тип почв, целое число
(цифры кода для типов почв приведены в отдельной таблице)

Земной покров
(маска суша/море)

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 11 Авг 2012 13:55 - Поправил: spralex


Corvus

Интересно, а здесь: http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/09h/RR3h_eu.p ng это как раз суммарные осадки (и ливневые и сеточные)?
Вобщем-то и в таком виде их можно было бы использовать.

Интересный параметр "Псевдо-отражаемость" http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/09h/maxDBZ_eu .png
т.е. это и есть Максимальная отражаемость dBz

Его бы тоже можно было бы "прикрутить" к GFP, еще бы узнать алгоритм его расчета.

А еще на том ресурсе есть Т ВГО http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/12h/Tctop_eu. png, его можно пересчитать, в принципе, на ВВГО, только среди описанных Вами переменных я не нашел его, возможно у них он высчитывается. А так и он информативен также, я думаю, при прогнозе гроз.
Также и влагозапас: http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/12h/CWAT_eu.p ng
Т.е. в принципе вырисовывается перспектива нахождения комплексного индекса (критерия) для умеренных (на основе GFP) и для сильных гроз (МКС), на основе, вобщем-то неплохо себя показавшем, индекса MCS (+SWEAT) или вместе с GFP, тут надо еще проверять. Для МКС важно бы еще учет синопт. ситуации (он у вас есть в ГСС+), особенно важно рассчитывать, если это будет возможно и результативно, зоны линий неустойчивости (МКС и наиб. мощные шторма, чаще всего на них развиваются). Заметил, часто ЛН формируются при некоторых градиентах эквивалентно-потенциальной Т850 внутри теплого сектора, т.е. вдоль зоны, разделяющей поле ЭПТ850, часто неоднородное, внутри ТС.

А данные WRF есть в коде grib в открытом доступе?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 15:50


А данные WRF есть в коде grib в открытом доступе?

spralex

Вряд ли. Я не видел, по крайней мере.

Европейцы гоняют модель по своим странам, часть РФ туда входит на краю, но вряд ли они этими данными (ГРИБами) станут делиться.

ГМЦ РФ гоняет модель по РФ, но от них тоже милостей ждать не приходится.

Интересно, а здесь: http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/09h/RR3h_eu.p ng это как раз суммарные осадки (и ливневые и сеточные)?

Думаю, да.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 16:05


Интересный параметр "Псевдо-отражаемость" http://www.modellzentrale.de/WRF/00Z/09h/maxDBZ_eu .png
т.е. это и есть Максимальная отражаемость dBz

Его бы тоже можно было бы "прикрутить" к GFP, еще бы узнать алгоритм его расчета.

spralex

Думаю, по вот этим параметрам он находится:

Водозапас облаков, кг/м2 = мм

Ледозапас облаков, кг/м2 = мм


spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 11 Авг 2012 16:07


Corvus

Отправил Вам письмо.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 16:09


Я ещё поэкспериментировал с индексами конвекции.

1. Уточнил формулу вероятности гроз по ЛИ.

Было:
p = -13*no4lftxsfc + 55

Стало:
p = -10*no4lftxsfc + 50

Но и в таком виде сильно завышена вероятность гроз над прогретыми морями (Средиземное, Чёрное, Каспийское). Вот карта за 15 УТЦ вчера:

http://meteocenter.net/fact/ts2_test.png

Проблема в том, что ГФС считает ЛИ по 4 уровням (925, 850, 700 гПа, и 2 м). За счёт уровня 2 м над морями происходит резкое "усиление" ЛИ (т.к. высокая Тд над водой) и при этом не учитывается то, что верт. градиент Т над морем намного мешьше сухоадиабатического и потому термическая КД-конвекция реализуется очень редко.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 16:12


2. Разработал новый индекс. Судя по физическому смыслу, это что-то вроде индекса Шоултера (а отчасти и Фауста). Назову его условно индекс квази-Шоултера.

Вот карта за 15 УТЦ вчера:

http://meteocenter.net/fact/ts2_SH.png

Совпадение с фактом гораздо лучше, чем при прогнозе гроз по ЛИ.

Думаю, этот метод несильно отстаёт по оправдываемости от GFP и при этом рассчитывается гораздо проще.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 16:15


Методика расчёта индекса квази-Шоултера:

'Tc = T850'
'Tdc = TD850'
'E = 6.11 * pow ( 10 , (7.5 * Tdc / (237.7 + Tdc)) )'
'P = 850'
'GAMMA = 0.00066*P'
'DELTA = 4098*E/(Tdc+237.3)/(Tdc+237.3)'
'Tw850 = ((GAMMA*Tc)+(DELTA*Tdc))/(GAMMA+DELTA)'
*
'vapr850 = 6.112*exp((17.67*Tw850)/(Tw850+243.5))'
'e850 = vapr850*1.001+(850-100)/900*0.0034'
'w850 = 0.62197*(e850/(850-e850))'
'Te850 = Tw850+(2260000*w850/1004)'
*'ept850mb = (te850mb*pow((1000/850),(287/1004)))'
'Qe850 = Te850 + 0.0098*(HGTPRS(LEV=850)-HGTPRS(LEV=1000))'
*
'vapr500 = 6.112*exp((17.67*T500)/(T500+243.5))'
'e500 = vapr500*1.001+(500-100)/900*0.0034'
'w500 = 0.62197*(e500/(500-e500))'
'T500 = T500+(2260000*w500/1004)'
'Qe500 = T500 + 0.0098*(HGTPRS(LEV=500)-HGTPRS(LEV=1000))'
*
'F = Qe850 - Qe500'
'p = F*6 + 70'
'd p'

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Авг 2012 16:19


То есть:

1. Рассчитывается Т смоченного термометра на уровне 850 гПа (Tw850).
2. По Tw850 рассчитывается ЭПТ (Qe850)*.
3. Рассчитывается ЭПТ на уровне 500 гПа (Qe500), причём воздух на этом уровне считаем насыщенным**.
4. F = Qe850 - Qe500.
5. Вероятность грозы p = F*6 + 70.

* и ** - именно при таких допущениях результат лучше всего. Если брать ЭПТ от Т и Тд на уровне 850 гПа, а не от Тсм, результат хуже. То же самое и если учитывать реальную Тд на уровне 500 гПа.

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 11 Авг 2012 16:21


Corvus

индекс квази-Шоултера

Хорошо сработал, судя по карте, приведенной Вами. В нем используются в
основном температурно-влажностные показатели, как я понял, но без учета конвергенции (как в GFP)?

<< . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 10 ... 36 . 37 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль