1.8.Основные понятия синоптической метеорологии 93

Численный прогноз погоды.Представление о будущем

состоянии атмосферы можно получить на основе решения

системы дифференциальных уравнений гидродинамики и

термодинамики.Такой подход носит название гидродина ­

мического метода.Однако аналитическое решение этой

задачи,в связи с необходимостью учета множества факто ­

ров,многие из которых не могут быть представлены в виде

аналитических выражений (например,изменения свойств

подстилающей поверхности в широтном и меридианальном

направлениях),связано с большими математическими

трудностями,исключающими практическое использование

метода при составлении прогнозов погоды.Но реализация

гидродинамического метода возможна путем применения

численного интегрирования системы уравнений с заданным

шагом по времени при заданных начальных и краевых

условиях.При этом производные заменяются конечными

разностями.

Использование численного метода связано с обработкой

большого количества цифровой информации в сжатые сро ­

ки,поэтому стало возможным лишь с применением мощ ­

ных быстродействующих ЭВМ.Современные ЭВМ,уста ­

новленные в международных и региональных метеоро ­

логических центрах (ММЦ и РМЦ),способны выполнять

/400-500)-10

6

операций в секунду.При этом при выполне ­

нии интегрирования на один шаг по времени (порядка од ­

ного часа)требуется использование 6 • 10

й

чисел.

Чем больше факторов учитывается в математической

'•одели атмосферы,тем ближе она будет соответствовать

гйствительной картине рассматриваемого явления и тем

•'-злее надежные и детальные прогнозы метеорологических

;-:;личин и явлений погоды можно получать.

В наиболее совершенных математических моделях ат-

• осферы,используемых для численного прогнозирования,

нпываются:турбулентный перенос,географическое

определение альбедо,шероховатость подстилающей

тьерхности,снежный покров,вдагосодержание почвы,

гтьеф.

В настоящее время для узловых точек регулярной сетки

го широте и долготе 2,5 °х2,5 °)для больших территорий и

его земного шара численным методом предвычисляют:.94 Глава 1.ОСНОВЫ МЕТЕОРОЛОГИИ

давление на уровне моря,геопотенциалы изобарических

поверхностей,температуру и влажность воздуха,скорости

ветра на 24,36,48,72,96 и 120 ч вперед.Исходными дан ­

ными на начало составления прогноза служат фактические

значения метеорологических величин у земли и на высотах,

полученные из наблюдений на приземных и аэрологиче ­

ских станциях.

Несмотря на значительные успехи в совершенствовании

численного прогноза,в силу неизбежных упрощений и

схематизации реальных погодообразующих процессов в

математических моделях,они не позволяют еще получать

детальные прогнозы метеорологических величин и явлений

для конкретного пункта или территорий.Но,что очень

важно,эти методы дают возможность получать прогнос ­

тические поля давления макромасштабного уровня.Поэто ­

му в настоящее время численный гидродинамический ме ­

тод прочно вошел в повседневную практику прогностичес ­

ких служб в качестве первого этапа (уровня)в процессе

составления прогнозов погоды,при котором получают

распределение барических образований типа циклонов-

антициклонов,определяющих направления воздушных по ­

токов и перемещения воздушных масс.

На втором этапе прогнозист,имея прогноз барического

поля и используя знание местных условий,с учетом транс ­

формации фронтов,барических образований,воздушных

масс,составляет окончательный прогноз погоды,в котором

даются температура и влажность воздуха,направление

ветра,облачность,осадки,туманы и.другие величины и

явления.

В распоряжении синоптиков на местах имеются числен ­

ные прогнозы,принимаемые по каналам связи из междуна ­

родных и региональных метеорологических центров (под ­

робнее см.п.4.1),основанные на математических моделях,

различающихся степенью схематизации атмосферных про ­

цессов и полнотой учета погодообразующих факторов.На

основе анализа и предыдущего опыта прогнозист имеет

возможность выбрать наиболее подходящий вариант.

Долгосрочные прогнозы.Проблема долгосрочных про ­

гнозов погоды является труднейшей проблемой метеороло ­

гии.Методы,применяемые в краткосрочных прогнозах,

здесь неприемлемы,а существующие методы долгосроч-