Окружающая среда
<<  7 на законы об охране животного мира Проведено свыше 900 мероприятий, направленных на обеспечение благоприятной окружающей среды (приняло участие более 1 млн  >>
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Основные вопросы семинара
Основные вопросы семинара
Пользователи ансамблей NWS/NCEP/EMC
Пользователи ансамблей NWS/NCEP/EMC
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Ансамблевая система NCEP
Ансамблевая система NCEP
Региональные ансамбли NCEP сейчас
Региональные ансамбли NCEP сейчас
Региональные ансамбли NCEP в будущем, изменение названий на основе
Региональные ансамбли NCEP в будущем, изменение названий на основе
Как создается HREF
Как создается HREF
Изменения в глобальной ансамблевой прогностической системе (GEFS) NCEP
Изменения в глобальной ансамблевой прогностической системе (GEFS) NCEP
Глобальные мультимодельные прогнозы
Глобальные мультимодельные прогнозы
Рост производительности суперкомпьютера NCEP
Рост производительности суперкомпьютера NCEP
Суперкомпьютер NCEP
Суперкомпьютер NCEP
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Три типа выходных данных ансамблей для различных целей
Три типа выходных данных ансамблей для различных целей
Ансамблевый прогноз в различных отраслях гидрометеорологии
Ансамблевый прогноз в различных отраслях гидрометеорологии
Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует
Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует
Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует
Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует
US air force – ВВС США
US air force – ВВС США
- частная энергетическая компания США
- частная энергетическая компания США
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
Доступ к данным
Доступ к данным
Верификация
Верификация
Североамериканская ансамблевая прогностическая система NAEFS (North
Североамериканская ансамблевая прогностическая система NAEFS (North
Вопросы к нашему докладу:
Вопросы к нашему докладу:
Выводы
Выводы

Презентация: «Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011». Автор: Настя. Файл: «Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011.ppt». Размер zip-архива: 3713 КБ.

Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011

содержание презентации «Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011.ppt»
СлайдТекст
1 Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых

Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых

прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011

А. Ю. Бундель, Гидрометцентр России, 03 июня 2011

2 Основные вопросы семинара

Основные вопросы семинара

Продолжение перехода от прогнозов «одного числа», т.е., прогнозов в детерминистской форме, к вероятностному прогнозированию Доведение информации о неопределенности прогнозов до потребителей в доходчивой форме Обзор ансамблевых прогностических систем NCEP Обзор прогностической продукции в вероятностной форме Обзор опыта международного сообщества по созданию и использованию ансамблевых систем, включая проект TIGGE (THORPEX Interactive Grand Global Ensemble) и Североамериканской ансамблевой прогностической системы NAEFS (The North American Ensemble Forecast System), состоящей из прогнозов Метеорологической службы Канады и Национальной погодной службы США

3 Пользователи ансамблей NWS/NCEP/EMC

Пользователи ансамблей NWS/NCEP/EMC

Внутри NWS (National Weather Service) и других государственных учреждениях: Aviation Weather Center (AWC) Climate Prediction Center (CPC) Hydrometeorological Prediction Center (HPC) River Forecast Centers (RFC) Ocean Prediction Center (OPC) Storm Prediction Center (SPC) National Hurricane Center (NHC) Air Force (Военно-воздушные силы США) US Navy (Военно-морской флот США) В частном секторе: FirstEnergy – крупнейшая частная электрическая компания В мире Североамериканская ансамблевая прогностическая система NAEFS (The North American Ensemble Forecast System) TIGGE/GIFS (THORPEX Grand Global Ensemble (архив данных)/Global Interactive Forecasting System (прогностическая продукция)

4 Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
5 Ансамблевая система NCEP

Ансамблевая система NCEP

Ансамбли, основанные на региональных моделях: Краткосрочный, для прогнозов погоды общего назначения до 3 сут (SREF – short-range ensemble forecast) супер-краткосрочный ансамблевый прогноз для авиации (до недавнего времени VSREF – very short-range ensemble forecast, сейчас NARRE_TL – North American Rapid Refresh Ensemble with time lag) ансамблевый прогноз высокого разрешения для штормовых предупреждений (HREF – high resolution ensemble forecast) Глобальная система ансамблевого прогнозирования (GEFS – Global ensemble forecast system) для прогнозов погоды на средние сроки (рассчитывается до 16 сут) Система долгосрочных (в США климатических) прогнозов CFS – Climate Forecast System

6 Региональные ансамбли NCEP сейчас

Региональные ансамбли NCEP сейчас

Для прогнозов погоды общего назначения: SREF, 21 член, пространственное разрешение 32 км, обновление прогноза раз в 6 ч, запускается 4 раза в сут. интегрирование до 87 ч, участвуют 4 модели: WRF-NMM (Nonhydrostatic mesoscale model), WRF-ARW (Advanced research WRF), Eta, RSM (Regional Spectral Model) для авиации: до недавнего времени VSREF сейчас NARRE_TL, 11 членов, пространственное разрешение 12 км, обновление раз в 1 ч, интегрирование до 12 ч, 2 модели: RUC (Rapid Updated Cycle model), NAM (Версия WRF-NMM для Сев. Ам.) для штормовых предупреждений: HREF, 44 члена, пространственное разрешение 4 км, обновление раз в 12 ч, интегрирование до 24 ч, 2 модели: NMM, ARW

7 Региональные ансамбли NCEP в будущем, изменение названий на основе

Региональные ансамбли NCEP в будущем, изменение названий на основе

NARRE – North American Rapid Refresh Ensemble

2015-2016: SREF -> Extension of NARRE, 21 член, увеличение пространственного разрешения до 10-12 км, 2 модели: NEMS-NMMB (NOAA Environmental Modeling System – Non-hydrostatic multi-scale model on B-grid), ARW по всей Северной Америке. Удаляются Eta, RSM. 2014-2015: VSREF (NARRE_TL) -> NARRE, кол-во членов сократится до 6, 10-12 км, увеличивается время интегрирования с 12 до 24 ч, 2 модели: NEMS-NMMB, ARW по всей Северной Америке вместо RUC, NAM в континентальной части США 2015-2016: HREF -> HRRRE (High-Resolution Rapid Refresh Ensemble, 6 членов вместо 44-х, увеличение разрешения с 4 до 3 км, обновление раз в час, 2 модели: NEMS-NMMB, ARW в меньшей области

8 Как создается HREF

Как создается HREF

На члены ансамбля более высокого разрешения накладывается изменчивость от отдельных прогонов моделей более низкого разрешения в конкретных областях:

9 Изменения в глобальной ансамблевой прогностической системе (GEFS) NCEP

Изменения в глобальной ансамблевой прогностической системе (GEFS) NCEP

Изменение разрешения: Улучшенные возмущения начального состояния Улучшенные возмущения общей тенденции Период полезного прогноза (ККА среднего по ансамблю > 0.6) увеличился с 11.5 сут до 12.3 сут

10 Глобальные мультимодельные прогнозы

Глобальные мультимодельные прогнозы

«Сырые» ансамбли NCEP – полезны до 3.4 дней (по непрерывной вероятностной ранговой оценке мастерства) Ансамбли NCEP со статистической коррекцией лучше – 4.8 дней Комбинированный ансамбль NCEP и Канадской метеослужбы – 6.2 дня Добавление модели FNMOC (Центр по численной метеорологии и океанографии Флота США) – 6.8 дней

11 Рост производительности суперкомпьютера NCEP

Рост производительности суперкомпьютера NCEP

12 Суперкомпьютер NCEP

Суперкомпьютер NCEP

IBM POWER6 P575 73.1 Tflops Linpack sustained No. 104 Top 500 в Ноябре 2010 156 POWER6 32-way Nodes 4 992 processors @ 4.7GHz 20 Terabytes of memory 330 Terabytes of disk space 13 PB tape archive

В 2012-2013 гг. в NOAA планируется приобретение и переход на новый суперкомпьютер

12

13 Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
14 Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
15 Три типа выходных данных ансамблей для различных целей

Три типа выходных данных ансамблей для различных целей

Полная информация обо всех членах ансамбля для узкоспециализированных пользователей, исследований (функция плотности распределения вероятностей (ФПВ), содержащая всю информацию о неопределенности) Отдельные точки на ФПВ: минимум, максимум, среднее, мода, квантили 10, 25, 50, 75, 90%, а также кластеры для широкого круга пользователей Улучшенные детерминистские прогнозы, такие как среднее по ансамблю, медиана и лучший член ансамбля для специализированных приложений, таких как прогнозы для авиации, пожароопасной погоды, ураганов и т.п.

16 Ансамблевый прогноз в различных отраслях гидрометеорологии

Ансамблевый прогноз в различных отраслях гидрометеорологии

В океанологии – для прогноза волнения. Ансамбль создается с помощью разных полей ветра в качестве форсинга В гидрологии – ансамбли от кратких до долгих сроков, в т.ч. для специализированных пользователей – в гидроэнергетике, водоснабжении, и т.п. При создании ансамбля учитываются как атмосферные, так и гидрологические источники неопределенности Для прогноза шторм-треков Для авиации: важны прогнозы конвекции, верхней границы облачности, видимости, турбулентности, обледенения, вулканической пыли, космической погоды

17 Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует

Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует

ансамбли

Необходимо:

Субъективно – визуальное сопоставление карт среднего, различных квантилей, и т.п. из доступных ансамблей Объективно – например, наложение функции распределения из ансамбля на значение детерминированного «ручного» прогноза синоптика -> карты вероятностей и т.п. Полностью автоматизированная продукция – напр., вероятность реализации критериев снежной бури Анализ кластеров

Улучшение надежности, увеличение разброса по ансамблю, калибровка данных ансамбля, увеличение разрешения Хорошая визуализация и организация данных (чтобы синоптик не «утонул» в большом количестве данных).

18 Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует

Как Гидрометеорологический прогностический центр США (HPC) использует

ансамбли, 2

19 US air force – ВВС США

US air force – ВВС США

Создают свои ансамбли на основе имеющихся моделей Пример пользы – в настоящее время самолеты-разведчики вылетают чтобы сделать замеры порывов ветра при потенциально опасной погоде, поскольку модели плохо предсказывают этот параметр – это риск. Ансамбли дают степень неопределенности -> допустимый разброс прогнозов при котором можно не проводить замеры -> экономия и повышенная безопасность летчиков Запуск аэростатов в Афганистане – уязвимы при ветре, молниях, снеге и т.п. – совместная функция вероятности риска для аэростатов – дает случаи, когда аэростаты должны быть сняты Проблемы – необходимо большее разрешение (для прогнозов конвекции, пыли и т.п.)

20 - частная энергетическая компания США

- частная энергетическая компания США

Определяющее значение погодных условий – сильный ветер, обледенение, наводнения, торнадо

Сотрудничество с метеорологами! Все виды ансамблей NCEP (SREF, GEFS, CFS) используются для выпуска прогнозов до заблаговременности 100 сут. с ЧАСОВЫМ разрешением для избранных характеристик

21 Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых
22 Доступ к данным

Доступ к данным

Доступ ко ВСЕМ данным NCEP через систему NOAA NOMADS. Используется GrADS и DODS (OPeN-DAP)-сервер для распаковки, кэширования, и обмена данными в разных форматах через http-запросы Данные в реальном времени http://nomads.ncep.noaa.gov/ Архивные данные http://nomads.ncdc.noaa.gov/ Позволяет агрегацию данных в GRIB2 по сроку прогноза и компонентам ансамбля Инструмент для расчета вероятностей по набору условий, определенных пользователем http://nomads.ncdc.noaa.gov/EnsProb/ Визуализация Предупреждения, определенные пользователем по смс/e-mail

23 Верификация

Верификация

Отмечалось что:

Верификация ансамблевых прогнозов в большой степени еще в «зачаточном» состоянии Необходимо внедрение новых подходов (объектно-ориентированные методы, сравнение пространственных атрибутов явлений) Нужна верификация как традиционных характеристик, так и специальных пользовательских продуктов Трудность сопоставления детерминистских и вероятностных оценок качества Трудность объяснения вероятностных оценок качества общественности Связь между качеством (quality) и ценностью (value) не очевидна. Оценка добавочной ценности ансамблей с помощью соотношения Затраты/Потери слишком упрощена.

24 Североамериканская ансамблевая прогностическая система NAEFS (North

Североамериканская ансамблевая прогностическая система NAEFS (North

American Ensemble Forecast System),

Огромное количество продуктов Качество выше, чем по отдельным моделям Возможность нашего участия в NAEFS: Проблемы: 1) Необходимо увеличение разрешения 2) Необходима верификация в соответствии со стандартами NAEFS 3) Проблемы оперативной передачи данных

25 Вопросы к нашему докладу:

Вопросы к нашему докладу:

От Pedro Restrepo – используем ли мы ансамбли для гидрологических прогнозов? От Tom Hamill – будем ли мы посылать наши данные в TIGGE? От Yujian Zhu – Собираемся ли мы в обозримом будущем еще увеличивать разрешение нашего глобального ансамбля? От Jun Du – Будем ли мы использовать ансамбли для Сочи-2014?

26 Выводы

Выводы

Необходимо:

Расширять гамму продуктов ансамблевого прогноза: вероятность ураганного ветра, пурги, обледенения, гроз; шторм-треки, видимость, индекс пожароопасности, нижняя граница облаков, и т.д., и проводить верификацию для данных продуктов Ретроспективные интегрирования (reforecasts или hindcasts) для коррекции систематических ошибок, развития статистической обработки данных ансамблей, и т.п. (пост-процессинг) Развивать системы визуализации данных для обобщения большого количества данных ансамблевых прогнозов Увеличивать разрешение моделей и частоту запуска ансамблей, чтобы не пропустить вероятность возникновения опасных явлений Давать прогнозы в понятной форме для пользователей-неметеорологов Поддерживать двухсторонний диалог с пользователями

«Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011»
http://900igr.net/prezentacija/ekologija/obzor-rezultatov-pjatogo-seminara-polzovatelej-sistem-ansamblevykh-prognozov-provodivshegosja-pod-egidoj-natsionalnykh-tsentrov-po-prognozam-okruzhajuschej-sredy-ssha-ncep-v-g.-lorel-shtat-merilend-10-12-maja-2011-249104.html
cсылка на страницу

Окружающая среда

13 презентаций об окружающей среде
Урок

Экология

30 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по экологии > Окружающая среда > Обзор результатов Пятого семинара пользователей систем ансамблевых прогнозов, проводившегося под эгидой Национальных центров по прогнозам окружающей среды США (NCEP) в г. Лорел, штат Мэриленд, 10-12 мая 2011