доц. Христо Георгиев р-л програма “Прогностични технологии ”

доц. Христо Георгиевр-л програма “Прогностични технологии”

120 години НИМХ и 120 години НИМХ и 150 150 години години метеорологични наблюденияметеорологични наблюдения

8 -8 - 9 ноември 2010 г.9 ноември 2010 г.

ОПЕРАТИВНИ ПРОГНОЗИ НА ОПЕРАТИВНИ ПРОГНОЗИ НА ВРЕМЕТО В НИМХВРЕМЕТО В НИМХ

АНАЛИЗ И ПРОГНОЗА НА ТЕРМОДИНАМИЧНИТЕ АНАЛИЗ И ПРОГНОЗА НА ТЕРМОДИНАМИЧНИТЕ

УСЛОВИЯ ЗА РАЗВИТИЕ НА ОПАСНИ ЯВЛЕНИЯУСЛОВИЯ ЗА РАЗВИТИЕ НА ОПАСНИ ЯВЛЕНИЯ

Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН

Параметри на оперативните прогнози за времето

Обществена значимост и висока степен на отговорност С решаващо значение за ефективността на стопанските мерки

при очаквани опасни явления на времето. Ежедневно ползване и проверка от общество и потребители

Изисквания и ограничения Напрегната работа на колектив от равностойни специалисти

добре подготвени в областта на съвременните прогностични и информационни технологии.

Непрекъснат процес на работа 24 часа в денонощието, вкл. обезпечаване надеждно действие на техническите устройства.

Баланс между обществени потребности и технологични възможности.

Уникалност Всяка прогноза се прави въз основа на отделно изследване на

състоянието и термодинамичните процеси в атмосферата и нейната подстилаща земна повърхност.

Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН. 120 години Българска метеорологична служба

Прогностична технология в НИМХ

Анализ на атмосферата и постилаща повърхностПрогноза на времето и предупреждения за опасни явления

SatelliteFile Server

ForecastingFile Server

Препоръки на WMO

НаблюденияСпътници, радари, синоптични и агро станции, аерологични наблюдения

Технологично обезпечаване

• Числено моделиране• ECMWF средносрочни/дългосрочни прогнози.

• Meteo-France/НИМХ мезомащабен модел ALADIN за България и морски прогнози за Черно море.

• НИМХ регионален SVAT числен модел за анализ на състоянието на растителната земна повърхност.

• EUM /НИМХ/ Meteo-France спътникови технологии и динамичен подход в синоптичната практика

Синоптици

Методология за синоптичен анализ на атмосферната динамика разработена в двустранно сътрудничество между НИМХ и Meteo-France, публикувана в книга:

Santurette, P. and Georgiev, C. G. (2005). Weather Analysis and Forecasting: Applying Satellite Water Vapor Imagery and Potential Vorticity Analysis. ISBN: 0-12-619262-6. Academic Press, Elsevier Inc., Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo. 179 pp.

Принос на НИМХ в развитието на съвременни прогностични технологии

Агро наблюдения на 10 дни

Числен анализ на състоянието на земната повърхност (растителна покривка)

Пример за влажна подстилаща повърхност. В област Монтана има преовлажнение в целия еднометров почвен профил (5, 20, 50 и 100 см дълбочина). Опасност от порои.

Синоптични наблюдения на 3 часа

SVAT модел за оценка овлажнението на растителната покривка за територията на България, разработен и

оперативно изпълняван от д-ти Метеорология и Прогнози на НИМХ ( Stoyanova & Georgiev, 2008).

Прогноза на опасни явления в НИМХ


Системата SYNERGY, разработена от Meteo-France и технологично внедрена в НИМХ през 2008 г., осигурява значителни оперативни и научно-изследователски възможности:

Краткосрочна прогноза на времето и ранни предупреждения за опасни явления.

Използване на спътникови данни в помощ на анализа на процеси на земната повърхност, включително детекция на растителни пожари и условия за тяхното развитие.

Практика за мултифункционална оценка на риска от опасни явления

Издаването на точна прогноза за опасни метеорологични явления изисква прецизен анализ на обстановки в които има

съчетание на специфични термодинамични условия в долната и горната части на тропосферата (Georgiev, & Santurette, 2009; Georgiev & Kozinarova, 2009) .

Принос на НИМХ в обучение по приложение на съвременни прогностични технологии

Курсове , организирани или провеждани от д-т Прогнози за обучение на специалисти от Национални институции: НИМХ, МНО, МВР, ИАГ, СУ, РВД: 2002, 2005, февруари, септември, октомври 2006, март и октомври 2008, февруари и септември 2009, април – юни 2010 г.


Обучение на специалисти по европейски и глобални програми, в което д-т Прогнози участва с лекции :

• Курсове на EUMETSAT: Краков 2001, София 2002, 2006 и 2009, Кеия, Румъния 2004, Микулов, Чехия 2005, Атина, Букурещ и Будапеща, 2007, Киев 2009 г.

• Курсове на EUMETrain - EUMETCALL обучение по Internet юни 2009 г.

• Курс на WMO Training Course Букурещ, 2007 г.

• Курс на Meteo-France за синоптици от Саудитска Арабия 2010 г.

• Проект DAWBEE на EUMETSAT: Специалист от НИМХ ще извърши инсталиране на системи за спътникова информация и обучение за нейното оперативно използване в националните центрове по прогнози на времето на Азербайджан и Грузия, 2010 г.

Спътникова информация в НИМХ

200 mm валеж за 6 часа, 6 август 2007 , гр. Цар Калоян

1.1. Спътникови данни от 12 Спътникови данни от 12 спектрални канала на спектрални канала на всеки 15 минути от всеки 15 минути от геостационарния геостационарния спътник спътник MSG MSG и и специализирани специализирани продукти от продукти от EUMETSATEUMETSAT, за , за атмосферната атмосферната циркулация, циркулация, влажността на въздуха, влажността на въздуха, облачността и облачността и позволяват анализ на позволяват анализ на условията за опасни условията за опасни явления.явления.

2.2. АрхивиранеАрхивиране3.3. Разпространение на Разпространение на

информацията винформацията в НИМХ и НИМХ и институции: МО, институции: МО, МВР. ИАГ при МЗХ.МВР. ИАГ при МЗХ.

Силно въртене на вятъра от земята до средната тропосфера, което е признак за топла адвекция в слоя от 950 до 500 hPa.

Анализ на термодинамичните условия в долната тропосфера

за прогноза на гръмотевични бури

Ходогроф на вятъра Вертикален профил на вятъра

6 August 2007

6 August 2007

Максимум в полето на топлина и влага на 850 hPa (зелени контури)

Сходимост на вятъра при земята (червени контури) Разходимост на вятъра във височина (сини контури)

Благоприятни условия в

Долната част на тропосфератата

зеленизелени ,, червени червени контуриконтури

++Горната

тропосфера сини контурисини контури

Анализ на термодинамичните условия за прогноза на гръмотевични бури

Анализ на динамиката във височина за прогноза на гръмотевични бури

• Вихър във високата тропосфера: числен модел и спътникова симка

България

• Радиосондиране на тропосферата показва висока енергия на неустойчивост (CAPE = 1364 J/kg), конвективна неустойчивост (сух въздух в средната тропосфера).

21 Май 2007

Стр

уйно

теч

ение

Пропадане натропопаузата

Торнадо, с. Калековец, Пловдивско, 14-15 UTCПо информация на Гражданска защита и очевидци разпространени в медиите.

21 Май 2007


Усилването на динамиката със стратосферно нахлуване в горната тропосфера води до разветие на интензивна конвекция и особено опасни явления

5 August 2005

Количества валежизмерени за 24 часа

> 100 l/m2 12 станции


Костенец – 184 l/m2

Ботевград – 160 l/m2

летище Г. Димитров – 134 l/m2

Мирково – 134 l/m2

Ихтиман – 234 l/m2

Спътниковите наблюдения са средство за анализ на динамиката във височина: Движението на атмосферен вихър от Алпите до Балканския полуостров се наблюдава от спътник 24 часа преди да нахлуе над България със струйно течение.

Струйно течение

България


5 August 2005

Количества валежизмерени за 24 часа



Костенец – 184 l/m2

Ботевград – 160 l/m2

летище Г. Димитров – 134 l/m2

Мирково – 134 l/m2

Ихтиман – 234 l/m2

Атмосферен вихър 6 часа преди да нахлуе над Българиясъс струйно течение: Спътниковите наблюдения са средство за анализ на динамиката във височина. Височината на динамичната тропопауза е адекватното диагностично поле.


България

Издаване на метеорологични прогнози за времето от НИМХ

НИМХ София и филиали Варна Плевен Пловдив Кюстендил

Информационна обезпеченост Данни от синоптични наблюдения от филиалите към

НИМХ София. Информация от НИМХ София към филиалите

(спътникови и радарни наблюдения, числени прогнози).

Взаимодействие Оперативна връзка и взаимодействие между дежурните от

НИМХ София и филиалите за уточняване на прогнозите.


Департамент “Прогнози за времето” на НИМХ осигурява:

• постоянно - свръх краткосрочни прогнози за времето - до 3 часа;

• ежедневно - краткосрочни прогнози за времето - до 48 часа;

• ежедневно - средносрочни прогнози за времето - до 15 дни;

• месечно - дългосрочни месечни прогнози за времето - до 30 дни;

• постоянно - информация за времето в момента;

• постоянно - прогнози за опасни метеорологични явления в България;

Видове оперативни прогнози на времето


Прогнози за държавни институции

• При очаквани бедствени ситуации се издават прогнози и се оказва съдействие на структурите на гражданска защита;

• При необходимост, съвместно с департамент САХ на НИМХ, осигурява анализ и метеорологична интерпретация на резултатите от числена прогноза за химическия състав на атмосферата”;

• Ежедневно , съвместно с департамент Метеорология на НИМХ се извършва анализ на процеси на земната повърхност, включително детекция на пожари и условия за тяхното развитие, в изпълнение на Споразумения за сътрудничество м/у НИМХ, МВР и ИАГ при МЗХ.


Прогнози на времето, необходими във връзка със специфични дейности на обществеността се разпространяват посредством

• телевизия, радио, вестници, web, сред които са националните медии: БНР, БНТ, БТВ, НОВА, ББТ,

както и други по-малки телевизии;

• национални информационни агенции: БТА, Фокус;

• ежедневни вестници: Монитор, Новинар, Телеграф, Дневник и др.;

• денонощна връзка за информация на гражданите по телефона с дежурните синоптици;

Прогнози за обществото


Специализирани прогнози на времето

Специализирани прогнози на времето по заявка се издават:

• за конкретни райони в и извън България.• транспорт - сухопътен, железопътен и

морски;• енергетика и топлофикация;• строителство;• туризъм - летен и зимен;• аграрен сектор; • консултиране - стратегическо планиране;• спортни състезания, кинематография и

други специфични дейности;• масови граждански и обществени прояви.


Национален Институт по Метеорология и Хидрология, БАН

МЕТЕОАЛАРМинформационна система за краткосрочна

прогноза на времето и опасни явления


Радиолокационна информация в НИМХ

Композиция от Композиция от изображенията на изображенията на височината на височината на облаците от три облаците от три радиолокатора на:радиолокатора на:

• НИМХ (Гелеменово), НИМХ (Гелеменово), МРЛ-5.МРЛ-5.

• РВД (София и Варна), РВД (София и Варна), GematronikGematronik..

Радиолокационни Радиолокационни

мозайки се генерират мозайки се генерират в НИМХ на всеки 15 в НИМХ на всеки 15 минути.минути.


Радиолокационна информация в НИМХ

Специализиран софтуер на Специализиран софтуер на НИМХ за обработка на НИМХ за обработка на радарната информация радарната информация дава оценки за вида на дава оценки за вида на облачността и облачността и метеорологични явления метеорологични явления (вятър, дъжд и сняг, (вятър, дъжд и сняг, градушка, пороен валеж). градушка, пороен валеж). Степента на опасност на Степента на опасност на явленията се показва със явленията се показва със съответен цвят.съответен цвят.


Спътникова информация в НИМХ

Жълто: потенциален пожар Червено: пожарЧ

ерно

мор

е

Средиземноморие

1.1. Детекция на Детекция на вероятни пожари на вероятни пожари на всеки 5 минути от всеки 5 минути от геостационарния геостационарния спътник спътник MSG MSG и 4 и 4 пъти в денонощието пъти в денонощието от от MODIS MODIS прибора прибора на спътници на на спътници на NASANASA. .

2.2. Архивиране и Архивиране и Разпространение на Разпространение на информацията информацията (за (за НИМХ, и НИМХ, и национални национални институции).институции).

Пример: 24 юли 2007, 13:15 UTC


Синоптични наблюдения на 3 часа

Агро наблюдения на 10 дни

SVAT модел за оценка овлажнението на растителната покривка за територията на България, разработен и

оперативно изпълняван от д-ти Метеорология и Прогнози на НИМХ ( Stoyanova & Georgiev, 2008).

Числен анализ на състоянието на земната повърхност (растителна покривка)

Пример за суха подстилаща повърхност:

• Ограничени условия за приток на влага от растителността към атмосферата.

• Агрометеорологична суша и риск от пожари.

Информационна система за риск от пожари

М В РИ А Г

Изпълнителна агенция по горите

WEB Технология за обмен на информация

SYNERGIE, средство в помощ на синоптика за оценка, детекция от спътници и прогноза на риска от възникване и развитие на пожари.

05/08/2009

• Оценка интензитет на валеж спътника MSG• Вятър (синоптични станции)• Вероятни пожари наблюдаваниот MSG

Спътникови продукти за пожари в прогностична информационна среда


Числени средносрочни прогнози

За изготвяне на средносрочни прогнози се използват За изготвяне на средносрочни прогнози се използват детерминистични прогнози на метеорологичните елементи.детерминистични прогнози на метеорологичните елементи.

Прогноза на полето на облачността (висока, средна и ниска облачност)

Вероятностни средносрочни прогнози

Вероятности за отрицателни температури, вятър и валежи

с различна обезпеченост за различни прагови стойности

За изготвяне на средносрочни прогнози се използват За изготвяне на средносрочни прогнози се използват аансамблови, нсамблови, вероятностни прогнози. Рвероятностни прогнози. Разнообразието е голямо, азнообразието е голямо, сс възможност за прогноза до 15 дни напред.възможност за прогноза до 15 дни напред.


Вероятност за потенциално опасни явления – прогнозирани стойности за температура, вятър и валежи далеч от климатичните норми


Потенциални сценарии за развитие на баричните системи определящи характера на времето, усреднени и групирани по сходство

Вероятностни дългосрочни прогнози

Месечни прогнози на базата на продуктите от ECMWF се обновяват седмично.

Има голямо разнообразие на продуктите, като повечето усреднени за една седмица.

На базата на климатични данни за всеки сезон са разработени характерни обстановки, като се пресмята каква е вероятността да се случи подобен сценарий на развитие на времето

Вероятностни дългосрочни прогнози

Вероятността, с различна обезпеченост, през съответната седмица на месеца да се има валеж над климатичната норма (има за температура, и приземно налягане.

Краткосрочни перспективи за развитие

1. Оптимизиране на работа с националните институции

- нормативно регламентиране на дейността на НИМХ;

- съвместно със заинтересованите национални

институции да се уточнят критериите за опасни

явления в Метеоаларм за България и вида на

предупрежденията.

2. Издаване на Метеоаларм за Европа (2011 г.)

3. Утвърждаване и развитие на практика за

мултифункционална оценка на риска от опасни явления.

4. Усъвършенстване на WEB сайта за по лесно ползване

от потребителите на прогнози .


Литература

Georgiev, C.G. and Santurette, P. (2009). Mid-level jet in intense convective environment as seen in the 7.3 µm satellite imagery. Atmos. Res., 93 (2009), pp. 277-285.

Georgiev, C.G. and Kozinarova, G. (2009). Usefulness of satellite water vapour imagery in forecasting strong convection: A flash-flood case study. Atmos. Res., 93 (2009), pp. 295-303.

Santurette, P. and Georgiev, C. G. (2005). Weather Analysis and Forecasting: Applying Satellite Water Vapor Imagery and Potential Vorticity Analysis. ISBN: 0-12-619262-6. Academic Press, Elsevier Inc.

Stoyanova, J.S. and Georgiev, C.G. (2008). A process-based agro-ecosystem SVAT model as diagnostic tool of land surface state. 10th Plinius Conference on Mediterranean Storms, Nicosia, Cyprus, 22-24 September 2008, EGU CD-ROM, PLINIUS10-A-00056


БлагодарностиПостигнатото в научен и оперативен аспект е резултат на професионална работа на много специалисти в продължение на десетилетия, а това представяне е подготвено със съдействието на колегите от д-т Прогнози на времето.

Documents

доц. Христо Георгиев р-л програма “Прогностични технологии ”