Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Методика прогноза максимальной и минимальной температуры воздуха с заблаговременностью до 36 ч для долинных районов Таджикистана

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Методика прогноза максимальной и минимальной температуры воздуха с заблаговременностью до 36 ч для долинных районов Таджикистана"

КОМИТЕТ ПО ГИДРОЫЕТЕОРОЛиПШ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩИЙ СРЕДЫ IJIIUIHCTKPCTBA ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЛ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ни правах рукеинои УДК 551.509(3j>323 tîl'i ) : (575.3)

ШШЛЛКНКО Эллина Анатольашш

МЕТОДИКА ПРОГНОЗА МАКСИМАJJl.IiOíl И МИНИМАЛЬНОМ ТЕМПЕРАТУРЫ ЬОЬДУХА С УА ШГ(» ВРЕМЕННОСТИ) ДО 36 4 ДЛИ ДОЛИШПД P/ulOIIOB ТАДЖИКИСТАНА

Специальность LÍ.ÜÜ.U9 - иитеоролигии, кпи-интилогин, агромитосрилогпн

Автороферит диссертации на соискание учений отеиаии кандидата географических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре Российской Федерации.

Научным руководитель -кандидат гоографических наук Г.К. ВЕСЕЛОВА.

Официальные ошюлшпи: доктор гоографических наук, профессор U.A. НКТГОСЯНЦ, кандидат фииико-матомэтических наук H.A. ПЕТРИЧЕНКО

Ведущая организация -Санкт-Петербургский гидрометеорологический институт.

Защита состоится "20" октября 1992 г. в W чаоов на заседании Специализированного совета К 024.05.02 в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре Российской Федерации.

Отвывн в двух экземплярах, завершите печатью, просим направлять «о адресу: МОСКВА, 123242, Б, Предтеченский пер., д. 9-13, Росгидрометцентр.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Росгидро-метцентра.

Автореферат разослан "19" сентября 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

А.И. СТРАШНАЯ

иБЩАН ХАРАКТЕРИСТИКА РЛъиХЫ

Актуальность теми, Зцдача объективизации краткосрочного ¡рогноза экстремальной (максимальной и минимальной) температуры юздуха у поверхности Земли для Таджикистана - региона, сутест-1анно отличающегося от других своеобразием физико-географичес-[их уоловий и протекающих таи атмосферных процессов - до наемного вреиени не решена успешно с точки зрения точности, надеж-юоти результатов и возможности их детализации с учетоц запро-¡ов конкретных потребителей.

По ряду причин, главными из которых являются сложные у сломя орографии рассматриваемого района, сочетающиеся с практиче-;ки полной неосвещенностыо азросинонтическими данными прилегающей зарубежной территории и редкой сетью зондирующих станций ь ¡редней Азии, расчетные методы, разработанные для других географических раГэнов, на дают необходимого для целей практического использования аффекта при прогнозе экстремальных температур в Таджикистане. Поэтому задача прогноза приземной температуры воздуха для данного региона «'влнется актуальной ч требует решения.

Цельы диссертационной работы являлась разработка метода объективного прогноза максимальной и минимальной температуры воа-цуха у поверхности Зелли в долинах Таджикистана с заблаговрсион-иостьи до 36 ч для всех сезонов года на основе комплексного исследования влияющих факторов, особенностей атмосферной циркуляции во взаимосвязи их с орографией рассматриваемого рогио«.В работе предусматривался также анализ статистической структура полей максимальной и минимальной температур» в долинах, выявление особенностей пространственной пооднороднее*и температура в различные сезоны года и количественная оценка взаииосаяэи температуры иежду отдельными пунктами, »астями и администр гивннми районами долинной территории Таджикистана.

Результаты ныполншыого исследования и разработанный на их основа ¡¿етод поело прохождения производственных испытаний планировался к использованию и ежедневной оперативной практике Гидрометцентра Таджикистана.

Методика исследования. Б основе исоыдонания лежит использования синоптико-статистического подхода о применением математического аппарата корреляционного и регрессионного анализа и процедуры классификации.

Статистическая обработка исходного материала а чиояешше эксперименты проводились на ЭВМ ЕС-Ю60 в Росгидрометцентре.

Научная новизна и практическая данность работы. Впервые разработан синоптико-статистичесний метод объективного прогнозг максимальной и минимальной темлературы воздуха у поверхности 8емли в долинных районах Таджикистана с заблаговременность» до 36 ч для всех сезонов года с детализацией по пунктам, частям и административным районам.

Впервые исследована статистическая структура полей экстремальных температур в долинах Таджикистана, установлены сезонные особенности пространственной неоднородности температуры, произведена кольчественная оценка пространственной взаимосвязи температуры между отдельными пунктами, частями и административным! районами с температурой в центральной части рассматриваемой те{ ритории.

Впервые длн центральной части долин Таджикистана выполнен анализ влияния на экстремальную температуру комплекса физически значимых параметров атмосферы, выявлены наиболее влачимые из т в различные сезоны года. При этом установлена зависимость экстремальной температуры воздуха у поверхности Бемли от типа атмосферной циркуляции в средней тропосфере над юго-востоком Средней Азии, облачности и температурных характеристик воздушной массы.

Впервые для рассматриваемого района определены преобладающие в различные сезоны года типы синоптических процессов, проиг ведена их параметризация в зависимости от направления переноса воздуха на изобарической поверхности 500 гПа и количества облач кости с.учетом влияния орограйии региона.

■ Результаты выполненного исследования и разработанный мете; получены на большом фактическом материале о применением современных методов математической статистики, синоптического анализа и пвляютоя научно обоснованными.

Предлагаемый метод объективного прогноза экстремальных теи ьвратур в долинах Таджикистана с заблаговремекностьв до 36 ч а другие результаты выполненного исследования могут быть испольас ваий в ежедневнок практике Гидрометцентра Таджикистана длн качественного ..и детализированного обслуживания информацией об ожи даемых экстремальны* температурах и их распределении по долинг-ной территории конкретьых заинтересованных потребителей данного региона.

Апробация работы. Основные результаты работы докледывалис на семинарах по синоптическим краткосрочным и среднесрочным

[рогнозам погоды Росгидрометцентра (ноябрь 1988 с. , ноябрь [989 г., ноябрь 1990 г.), на конференциях молодых ученых Росгид-юметцентра (апрель 1988 г., апрель 1990 г.), не Техническом со-;ете Гидрометслужбы Таджикистана (апрель 1987 г.). В ценой работа рассмотрена и одобрена на семинаре по синоптическим кратко-¡рочкым и среднесрочным прогнозам погоды Росгидрсметцснтра (май [992 г.).

По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.

Структура и объем рзботц. Диссертация состоит из введения, 1втирех глав, заключения, списка литературы и приложения. Содзр-кание ее изложено на страницах машинописного текста, включая [8 таблиц и 74 рисунка. Список литературы включает 152 наименования, в том числе 16 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введении отмечается актуальность темы; формулируется цель заботы и ее задачи, представляются основные положения их практи-1еской реализации и полученные результаты. Кратко излагается содержание каждой главы.

В первой глдве проводится анализ современного состоянии пробами краткосрочного прогнозирования экстремальной температуры зоздуха у поверхности Земли.

Выделяются основные направления решения зтой задачи - си-шптико-статистический, статистический, гидродинамический и их <омплзкоации. Подчеркивается, чтс в настоящее время наиболее широкое распространение в области краткосрочного прогнозирования гемперэтуры воздуха получило статистическое направление. Среди <8тодов, разработанных в рамках этого направления, условно выдерется двз группы.

К первой группе относятся иотоды, основанные нз испольгова-1ии уравнений притока тепла в турбулентной атмосфере. В них коли-1вственно учитывается горизонтальная адвекция и трансформация зоздушной массы.

Вторую группу составляют методы, в которых получение лрог-юстичеоких зависимостей производится на основе различных ыето-*ов математической статистики: линейного регрессионного ешзлизд, алгоритма формирования обобщенного портрета, групповых аналогов, главных компонентов.

Благодаря всестороннему развитии статистического направлени путем его сближения с гидродинамический на базе статистической интерпретации выходной продукции гидродинамических моделей,

о

в результате применения рязличьых аффективных алгоритмов объективной классификации ситуаций, знбора наиболее информативной со вокупности предиктс-роа и других достижений з области матзматиче окой статистики, задача прогноза температуры в цело;/, успешно ре шбна в ряде регионов. Те:д не менее, несовершенство гидродинамических иоделей при описании некоторых сложных атмосферных процессов, а такие трудности учета в расчетных охеиех влияния на температуру таких важных факторов как облачность, подстилающая поверхность к рельеф в отдельных физико-гзографичооких районах, создейт предпосылки для развития и совершенствования существующих расчетных о):ом прогноза температуры.

Отмечаемся, что в некоторых недостаточно изученных регионах, им&кдпх специфические особонности, реализация задачи прогноза температуры остается сопряженной с немалыми трудностями. К тчким районам можно отности к Таджикистан, отличающийся сложным рельефом и своеобразном термического режима.

В этой главе выполняется анализ состоячия прогнозирования температуры в Таджикистане и обосновывается концепция решения задачи прогноза приземной температура применительно к данному региону.

Рассматриваются причины, по который в данном районе не могуч' бить.эффективно применены существующие методы прогноза температуры. При этом среди многих поичин объективного характера указывается неучэт ни в одном из предлагаемых методов орографического фактора.

Определенное внимание уделяется вопросу возможных способов оценки влияния этого фактора на температуру в условиях рассматриваемого региона, а такие трудностей и ограничений, лежащих на пути их практического использования. В качестве перспективного подхода, позволяющего комплексно учесть особенности орографии и циркуляции в условиях сложного рельефа территории, отмечается использование принципа классификации синоптических ситуаций.

Излагаются результаты предварительных исследований методич ского характера по отработке процедуры классификации с целью прогноза приземной температуры на материалах отдельных сезонов к одного пункта Душанбе. Показано, что такая задача в данном ре гионе может успешно решаться при использовании классификации ат мосферных процеосов в зависимости от условий циркуляции в средней тропосфере над юго-востоком Средней Азии.

В общих чертах обозначена концепция решения задачи прогноза максимальной л минимальной приземной температуры в данном ис

п I

ледовании как концепция синхронных диагностических связей о рииекениеы методов и&телаткческоа статистики - корролнционного регрессионного анализа, использованием принципа классификации иноптических ситуаций и районирования разсматриваемой терряго-ии.

Во второй главе описываются даизико-географлческие оообзн-асти территории Таджикистана с детальный рассмотреаиеш долил-ых ее ,районов.

Не| основе корреляционного анализа исследуется етатисгичес--т структура полей экстремальных температур воздуха у позерх-эсти Зз!илл над долинной территорией и производится количествен-ая оценка взаимосвязи эмх температур между пуьктами, частями административными районами.

В качестве исходного материала использовались данные менск-зкьной и минимальной температуры по 15 станциям, достаточно авноме'рно освещающих долинные районы1, за все сезоны года

[-летней выборки (1976-1986 гг./.

Рассматривались значония экстремальной температуры на всех > станциях, а также средние ее значения по районам, выделенным 1я шести вариантов территориального дэления долинной части:

- долинная территория в целом, I - цеатральнан и южная часи:,

- южна« часть, 4-6 - административные районы (долинные районы ¡опубликанского подчинения, Кургвк - Тюбикокая и Куяябская об-»сти).

Корреляционный анализ предусматризал расчет средних зьаче-!Й, стандартов и построение корреляционной иахрицы.

Количественная оценка взаимосвязи температуры производилась ¡жду опорной станцией Душанбе (аэрологическая) и отдельными 'нотами, а также указанными частями и административными районам».

Анализ пространственного распределения минимальной темпера-гры (Тцин) позволил выявить четко прослеживающуюся во все сезо-I года азональность и наличие очагов экстремумов вблизи отдель-к станций. Значения Тц.,и на этих станциях отличаются от сродне-| но долинной части на 2-4°, причем наиболее заметными эти отли-1н становятся в летний сезон. Такие особенности в ряспредолении 1нималыюй температуры в значительной степени обусловлены вдин-[ем рельефа. Так, вблизи ст. Гиссарская рельеф имеет низинно-иловишшй характер, и таи наблюдаются заниженные относительно юднвхч) по долинам значения Тмин. Рельеф в раЯояв ст. Яван спо-бстьует фановым эффектам, нрл которых минимальная температура >евышает средние ев значения по долинам.

Анелиз распределения ореднеквадратических отклонений минимальной температуры (СГт ) показал, что в большинстве сезонов

Ашш

года характер изолиний этого статистического параметра и локализация очагов его экстремальных значений ь целом соответствует температурному распределению. Наиболее высокие значения &ф

мин-

(5,2-6,2 ) отмечаются в переходные сезоны, наиболее низкиз -летом а колеблются в этот сезон года от 2,4 до 3,5° для разных станций.

Пространственные связи между минимальной температурой на отдельных станциях и опорной во все сезоны, кроме летнего, являются довольно тесными, о чем свидетельствуют высокие значения парных коэффициентов корреляции (а). Весной они заключаются в пределах 0,90-0,9?. Осень» нижняя граница диапазона значений опускается до 0,8?, а зимой - до 0,78.

Летом линейные пространственные связи температуры в долинах заметно ослабевают, что связано с ослаблением циркуляционных процессов над рассматриваемый регионом. Вместе с том в зтот сезон на распределение минимальной тзмпературы больше проявляется влияние неоднородностей рельефа.

Анализ статистических характеристик минимальной температуры для различных вариантов территориального деления долинной части Таджикистана позволил обнаружить заметную неоднородность в их распределении как в отдельных частях долин, так и в административных районах. Пространственные связи во все сезоны, кроме летнего, очень высоки ( 1 = 0,91 ... 0,99). Однако в летний период в отдельных районах южной части долин значения 1 уменьшаются до 0,81,

Анализ пространственного распределения средних значений максимальной температуры (Тмакс) показал, что в отдельные сезоны года в характере изолиний этой температуры, так же как и микимал] ной, нарушена однородность. В зимний сезон это нарушение особенно заметно из-за усиленного влияния на формирование максимальной температуры циркуляционных факторов в сочетании с рельефом. Весной, когда увеличивается радиационный приток тепла и этот фактор становится определяющим, характер распределения Тмакс близок к зональному. Летом и, в определенной мере, осенью, при сохраняющемся интенсивном радиационном прогреве и ослабленной атмосферной циркуляции, на большей части долин зональность сохраняется. Она нарушается лишь над крайним югом рассматриваемой территории, относящейся к южно-таджикскому ииэкогорыо с высотой местности

518-589 и над у.и. Для этой территории характерно преобладание замкнутых межгорных долинных учаотков, над которыми формируются области повышенных относительно средней по долинам значений максимальной температуры.

Пониженные значения Тиакс во все оеаоны года наблюдаются в центральной части долин. При этом на отдельных станциях, рас^ положенных у подножия южных склонов Гиссарского хребта (ст. Шах-ринав),; Тцако на 3,5° ниже средней по долинам.

Рассмотрение среди других параметров статистической структуры среднего квадратичеокого отклонения максимальной температуры (6'.г ) позволило выивить соответствие распределения иаопи-мако

шй 6 т и локализацию областей их повышенных (пониженных) макс

значений распределению Тцак0- Сравнение значений о у по

зезоньм показало, что самые Еысокие их значения отмечаются в шреходные сезоны и достигают 8,0-8,2° в отдельных пунктах южной шсти долинной территории.

Пространственные связи между максимальной температурой в зпорном пункте и на отдельных станциях, а такжо в выделенных >айонах, являются тесными во все сезоны года. Хотя в летний пе-1Иод эти связи становятся немного слабее, но нижняя границе их течений, выраженных в 1 , не опускается ниже 0,85.

Выполненный анализ показал, что в целом а пространственной ^определении минимальной и максимальной температуры, а такав тдельнцх статистических параметров этих полей, наблюдается не-|днородность. Она прослеживается как при рассмотрении темпэрату-ы в отдельных пунктах, так и л выделенных районах. Выявленная еоднородиость проявляется неодинаково в различные сезоны и за-исит от степени влияния в конкретный сезон таких важных факто-ов, как атмосферная циркуляция, рельеф, радиационные притоки епла наряду с другими влияющими факторами.

Наличие тесных пространственных овязей температуры на опорой станции с температурой в отдельных пунктах и районах рао-иатриваемой территории при учета выявленных неоднородностей в ространственном распределении статкстичеоких характеристик по-ей экстремальных температур, позволяют получить регрессионные оотношения для расчета максимально!; и минимальной температуры эздуха в долинах с детализацией по пунктам и района«. Результа-1 выполненного регрессионного анализа обсуадаются в главе 3 и зпользуются для построения регрессионной охеыы детализированно-} прогноза температуры в долинах на основе предвычисления тем-

иературы в опорно« пункте Душанбе.

В третьей главе проводится анализ влияния на экстремальную температуру воздуха в долиаох Таджикистана комплекса физически значимых параметров атмосферы и разработка схемы прогноза.

Излагаются первоначально проведенные исследования максимальной и минимальной температуры воздуха на примере Душанбе и теплого периода (май-август), выполненные с применением процедуры классификации и регрессионного анализа.

В качестве материала дли исследований использовалась 5-летняя (1978-1982 гг.) выборка данных паолюдений об экстремальных температурах в пункте Душанбе, и также приземные синоптические карты и карты барической топографии АТд^д, АТ^у и А%00 за 0 и 12 СГВ для месяцев май-август.

В ходе 1 этапа исследований получены соотношения, характеризующие зависимость экстремальных температур от условий циркуляции в средней тропосфере над юго-востоком Средней Азии и от термогигрометрических характеристик воздушной массы. На их оснс ве разработана синоптико-статистическая схема прогноза экстремальных температур по г. Душанбе с заблаговрсменностью 12, 24 I 36 ч в теплый период года для отдельных классов синоптических ситуаций, выбранных в зависимости ст направления и скорости ведущего потока на картах АТ^до. Схема базируется на концепции асинхронных диагностических связей.

В последующих исследованиях, выполненных для долинной час: Таджикистана и всех сеьонов года использована Ю-летняя выборш данных (1975-1982 гг.). При этом исходный материал, дополнител: но к указанному для теплого периода года, включал данные ежеча^ пнх наблюдений за погодой в пункте Душанбе.

Сформированный архив данных содержал выборку в 568 случае с Тмик и 620 случаев с Т„ако» распределенных по сезонам следую щим образом: для зимы, весны, лета и осени соответственно 145, 159, 133 и 131 случаев Тмиц и 163, 176, 133 и 148 случаев Тмак

Для установления влияния на экстремальную температуру физ ческих факторов в различные сезоны года привлекался расширенны комплекс параметров, включающий температурно-влажностные и дин мичаские характеристики атмосферы. Ими являлись: ^850* Ъоо " температура воздуха на изобарических поверхностях 850 и 700 Ша,

ОТщх), ОТдоО* 0Т850 ~ геопотенциал ело

атмосферы 1000-850, 1000-700, 1000-500 и 850-700,гп дам;

(T-T,i)g5o» (T—T¿)7QQ - дефицит точки росы на изобарических поверхностях 850 и 700 rila, °С; 700 500

С T-Tj, И T-Tj - суммарный дефицит точки росы в блойх атмо-850 d 850 л „

сферы 850-700 и 850-500 гПа, °С;

^привод " количество облачности, приведенное к нижнему ярусу, балл;

^500 ~ скорость ведущего потока (ВП) на изобарической поверхности 500 гПа, м/с;

^500 ~ направление ВП на изобарической поверхности 500 гПа, град; Д Р0 - лапласиан давления у поверхности Земли, rflat/SOO км; Д H7tjo, & Н5оо - лапласиан геояотенцйала на изобарических поверхностях 700 и 500 гПа, гп дам/500 км;

Д OTjqqq - лапласиан относительного геопо!енциала слоя 1000-500, гп дам/500 ки.

Параметр ^Прйв0д рассчитывался по формуле:

^привед " ^н.я. + °'5(^общ -K.nJ •

где Л'общ ~ количество общей облачности, - количество

облачности нижнего яруса.

Йрй проведении корреляционного анализа в качестве опорного Использовался пункт Душанбе, который расположен в центральной части долинной территории и является единственным для этой территории пунктом радиозондирования.

На следующем этапе исследований была отработана процедура классификации синоптических процессов1.- Классы устанавливались в зависимости от направления ведущего потока и выделено 5 таких, классов: I - западное (250-290°)J 2 - юго-западное (210-240°); 3 - северо-западное (300-330°>$ Щ - южное (170-200°); 5 - северное (340-360°).

Затем в качестве дополнительного признака привлекалась характеристика облачности.На основе совместного анализа данных ежечасных наблюдений за облачностью и температурой, а также данных радиозондирования о влажности в атмосфере, был» выявлены характерные для рассматриваемого района классы количества облачности, существенно влиявшие на амплитуду суточного хода приземной температуры, а следовательно, и нэ ее экстремальные значения. В данном районе определяющими явились только 2 класса количества облачности, приведенного к нижнему ярусу (0-7 й 8-Ю баллов).

Ka ocüoüs выполненного коррелнцисшвох'о анализа с применением отработанной процедуры классификации били шязлены факторы, определяющие экстремальную приэеину» температуру в различные сезоны года. Из 1ш;с наиболее значимыми оказались термические характеристики воздушной массы ь нижней и средней тропосфере над рассматриваемым районом (1 = 0,62 ... 0,93). Среди них наиболее тесные синей с минимальней температурой во все сезоны года показал параметр, характеризующий средний температуру олок атмосферы 1000-700 i'Iia. Максимальная температура лучше всего корреяи-руетоя с температурой на изобарической поверхности 850 rila.

Посредством использования указанной процедуры х.лассифика-цик оказалось всамолним в комплексе учесть влияние на приземную температуру динамических и влажностных параметров. При этом также косвенно учитывалось влияние орографического фактора.

Проведенные эксперименты показали также, что для большинства сезонов статистические, связи выявленных параметров с экстремальной температурой становятся Солив тесными яри использовании преобладающих в рассматриваемый сезон синоптических ситуаций (г = 0,85 ... 0,96).

На основе результатов выполненного коррелнцишиия'о анализа температуры для онориого пункта .Душанбе и результатов оценки пространственных взаимосвязей температуры в отдельных пунктах, частях я административных районах долинной территории с температурой в указанном пункте (глава ÍI диссертации) был проведен регрессионный анализ, получены уравнении и произведена оценка их достоверности и надежности.

Количественные значения статистических оценок, среди которых сводный коэффициент корреляции R® 0,85 ... 0,96, средняя хсвадритическая ошибке 5= 1,4-2,^, отношение у = 0,34 ... 0,71, свидетельствуют о возможности использования всех полученных уравнений регрессии в расчетной схеле детализированного прогноза экстремальной температуры в долинах Таджикистана.

В четвертой глава излах'ается синоптико-статистический метод объективного прогноза экстремальной температуры воздуха в долинах Таджикистана с заблагсвреленностью 12, Zk а 36 ч дли воех сезонов года с детализацией по пунктам, частям и административна« района«.

Цетод осцован ни использовании группы уравнений линейной регрессии, построенных отдельно для Тмакс и Тцик для всех сезонов года. Группа прогностических уравнений дал отдельного сезона включает 1-2 уравнения дин температуры в опорном пункте. Кроме

того, 14 уравнений предназначены дли температуры и отдельных пунктах и 5 уравнений - для температуры н различных частях и административных районах долинной терраю^ии.

Уравнения для прогноза -..'сгшературы ь опорно,! пункте Душанбе ITj) получены для классов преобладающих над Тсдяикистонок: синоптических процессов (КСС) в зависимости от условий циркуляция в средне;! тропосфере над юго-востоком Средней Азии и количества облачности,а таккоджтемпературних характеристик воздушной массы над райоиом прогноза.

В píujhiH, весенний и осенний сезоны для опорного 'пункта используется 2 уравнения, учитывающие превалирующее воздействие указанных лекторов. Б летний сезон это воздействие учитывается одним уравнением.

При прогнозе T(IJ)¡i во все сезоны года учитывается параметр

700

ОТ{qoq,-характеризующий среднюю температуру слоя I0G0-7U0 гПа, и количество облачности, приведенное к никнзму ярусу ÍC-7 или 8-Ю баллов). В зимний сезон, дополнительно к первчислоншлм факторам, учитываете:« ведущий поток на изобарической поверхности 500 гПа.

При прогнозе Тиакс во все сезоны года наряду с циркуляционным фактором и облачностью учитывается температура на изобарической поверхности 850 гЛа.

Ниже а качестве примера приводятся группы уравнений для расчета Тииц и Тмаио в долинах Таджикистана в зимний сезон:

мин

КСС

макс

КСС

Гт «

0,85 OTjyQQ - 245,3 0,77 OTjqqq - 217,8

0-7 и It-2 8-10 а 1+2

Т1 =

1,11 T85ü +5,2 0-7 и 1+2 Tj = 0,92 T8S0 + 6,6 8-Ю и 1+2

с2 = 0,99 Tj - 0,1 Tp = 1,00 Tj + 0,0

с3 = 1,05 Tj - 1,2 т5 = 1,00 Tj 0,99 Tj - 0,4

Г4 = 0,94 Tj 0,5 T4 = - 0,6

* — '5 " 0,81 Tj- + 0,7 % s 0,97 Tj 0,89 Tj + 0,7

* — ;6 ~ 0,81 Tj + 1,7 ч -- + 1,5

■7 = 0,80 Tj + 0,2 т7 = 0,98 Tj 0,88 Tj + J,6

Iй = 0,70 T£ + 0,0 Tg = + 1,3

3 = 0,99 Tj + 2,3 T9 = 1,03 Tj + 0,5

>0= 0,91 Tj + 0,3 TI0= 0,97 Tj + 0,5

ir 0,93 Tj - 0,2 Tir 0,99 Tj + 0,0

*

: КСС

Т,

ыакс

ЯСС

Т12 - 0,75 ^ + 0,2 % - 0,81 Т£ + 0,3 Тв в 0,75 Т| + 0,5 тт5 = 0,74 Тт - 1,4 В 0,88 + 0,4 Т1У = 0,84 ^ 1 0,6 Т18 » 1,00 '£)■ - 0,2 Т1? =0,81 ^ + 0,9 Т20 = 0,86 Т1 + (),3

I

Т12 --- 0,98 Тх + 0,9 Т13 = 0,95 + 0,4 Т14 - 0,95 Т1 + 0,7 Т15 - 0,69 Тх - 1,5 = 0,97 Тх + 0,5 Тг? = 0,96 + 0,7 т18 = 1,00 т1 - 0,3 Т19 = 0,95 % + 1,0 Т20 » 0,97 Тх + 0,5

Здесь индекса .означают: I Душанбе (аэрологическая); 2 -г Душанбе (АЫСГ); 3 - Гиссарская; 4 - Шахринав; 5 - Курган-Тыбе; 6 - Айзадк; 7 - Шаартуз; 8 - Нижний Пяндж; 9 - Яван; Ю - Куляб; II - Дангара; 12 - Пархар; 13 - Московская; 14 - Пяндж; 15 - Ленинабад; 16 - центральная и южная части долинной территории; 17 - южная часть; 18 - доданные районы республиканского подчинения; 19 - Курган-Тюбинокая облаоть; 20 - Куяябская область. Другие обозначения соответствуют: КСС - класс синоптической ситуации; 0-7 и 8-Ю - классы коли-чуотва облачности; 1+2 - класо направления ВП (западное и юго-западноэ).

При прогнозе Тиако на 12 и 36 ч используется одна и та же группа уравнений. Отличив в предвычислении Тмакс для двух указанных заблагорремевностей состоит лишь е значениях предикторов, входящих в уравнения. Для расчета на 12 ч используются прогностические значения параметров (Тц^, ВП и облачности) ьа ближайший Дйиь, а на 36 ч - эта же параметры, спрогнозированные на следующий день.

Метод прогноза приземной акскрамальной температуры воздуха вмдочаеа: последовательность следующих операций:

' - лредвычиоявнив предикторов, входящих в уравнения для опорного пункта Душанбе для Тциа или Т850 для Тиако) для заСлаговременностой 12, 2.4 и 36 ч;

- прогноз класоа синоптической ситуации в зависимости от ожидаемой атмосферной циркуляции на изобарической поверхности 500 гПа над юго-востоком Средней Азии и количества облачности в пункте Душанбе для каждой из указанных выше заблаговреиенностей;

1Ь

- расчет значения Т[Ш1 или ТЦ0НО в опорном пункте (Т|) по одному из полученных уравнений в зависимости от ожидаемого класса синоптической ситуации и облачности;

- расчет значений экстремальной температуры Г]- ... Т^д б остальных 14 пунктах, 2 частях и 3 административных районах долинной территории по полученным значениям температуры в спорном пункте Душанбе (Т|).

Реализация расчетов может осуществляться на ПЭВ;Л. Для этого имеются необходимые программы, составленные авторов. В каком случае последовательность операций при составлении прогноза несколько меняется. По предвычисленнкм предиктора« (ОТ^дэд ига Тд^ц) гроизводнтся расчет.значения Тр затем по найденному значению рассчитызаются т2 ^20 дяя каждого кэ возможных классов синоптической ситуации в рассматриваемый сопок года. Такая процедура выполняется 3 раза (на 12, 24 и 36 ч вперед). Прогнозисту предлагается зыбрать вектор-прэдиктачт Т = {Тд- ... Т£о} в соответствии о ожидаемым классом синоптической ситуации дня указанных заблагозременностей.

При оценке успешности метода прогноза укстремэльной темпэ-ратурн в качества зависимого материала использовалась ныборка за 1976-1982.гг., а в качестве независимого - выборка за 1987-1989 гг.

Расчеты производились на диагностической материале отдельно для заблаговремонностеЯ 12, 24 и 36 ч к для каждого оззона года. В качества инерционного прогноза максимальной (минимальной) температуры принималось значение температуры за проввдгаий день (ночь). При оценке на независимом материала проводилось также сравнение с синоптическими прогнозами экстремальных температур по пункту Душанбе, лоличякм районам республиканского подчинения, а также по Кулябской и Курган-Тюбичской областям, составленным оперативно в Гидрометцентре Тадхикигеана.

Оценки метода на зависимой и независимой выборках показали примерно одинаковую успешность. Показатели успешности по г. Душанбе оказались следующими: средняя абсолютная ошибка прогнозов составила 1,0-2,0° для различных заблаговрзиекностей; онравды-ваемость прогнозов по Наставлению (?н) - 91-99$. Сравнение ол-равдываемости методических прогнозов с оперативными синоптическими показало преимущество методических прогнозов минимальной темпэратуры на 1-4% и максимальной температуры - до 8%. Преимущество над инерционными прогнозами составляло от 2 до ¿2%.

Выполненный анализ онрнвдываеаосги прогнозов показал, что наиболее явные нргимувдетяа методические прогнозы имеют для си-туэць>1 о облачность» 8-Ю баллов. Как правило, последние наблюдаются при синоптически:: процессах, сопровождающихся резкой сменой погоды. Для тгшого ялассг; атмосферных процессов б зимний и переходный оозои;.' преимущество методических прогнозов TMarfC по сравнении с инерционными прогнозу,,ш достигает 38-63%, а по сравнения с синоптическими нрсгнозсаи - РЗ-42.%.

Среди выделенных районов рассматриваемой территории наиболее успешными оказг.лисъ прогнозы температуры для центральной части долин Таджикистана.

Вместе с тем на отдельны:: станция.:, расположенных в Южнотаджикском низчэгорье (ас. Айвадж, Пнндж и др.) и в северной оЗти рассматриваемой территории (ст. Ленинабад), показатели .успешности методических прогнозов Тмин оказались довольно низкими. По-видимому, на указанную температуру в районе этих станций воздействие осоОенноотзи рельефа и местных факторов более существенно. Его необходимо исследовать дополнительно.

Характерной особенность» осеннего сезона в рассматриваемом регионе является сравнительно малая изменчивость ночной температуры воздуха, йслздсявие итого оказалась довольно высокой (96$) оправдываемооть суточных инерционных прогнозов Тшш для класса синоптических ситуаций с облачностью С-7 баллов. Поэтому при сравнительно высокой оправдываеиости (87/5) методических прогнозов Тшш в этот сезсн преимуществ их перед синоптическими и инерционными прогнозами для указанного класса атмосферных процессов достичь не удалось. Вышеизложенное обстоятельство указывает на то, что предлагаемый метод прогноза минимальной температуры для осеннего сезона нуждается в дополнительных проработках.

Сравнение успешности прогнозов Г1'М£ШС но пунктам, частям и административным районам в различные сезоны года показало, что они являются достаточно высокими и примерно одинаковыми.

Таким образом, полученные положительные результаты оценки качества методических прогнозов температуры могут служить основанием для проведения производственных испытаний синоптико-статис-тического метода прогноза экстремальных температур с заблаговре-менностью до 36 ч для долинных районов Таджикистана с целью последующего использования в оперативной грактике.

В заключен!", сформулированы основные выводы выполненного исследования:

1. Изучена статистическая структура пешей максииапыюй л минимальной температуры воздуха у поверхности Земли над долинными районами Таджикистана по данным 15 станций, установлены особенности пространственной неоднородности температуры и различные сезоны годе, произведена количественная оценка пространственной взаимосвязи температуры между отдельными пунктами, частями и административными районами долинной территории.

2. Выполнен анализ вляяния на окстреиальную температуру воздуха в центральной чаоти долин Таджикистана комплекса физически значимых параметров атмосферы, внявиони наиболее зночимцо из них в различные сезоны года.

3. Установлена зависимость экстремальной температуры воздуха у поверхности Земли от тапа атмосферной.циркуляции в средней тропосфере над юго-востоком Средней Азии, облачности и температурных харкктеристик воздушной массы в пункта прогноза.

4. Выявлены.преобладающие в различные сезоны года типы синоптических процессов, произведена их параметризация в зависимости от направления переноса воздуха на изобарической поверхности 500 гПа, количества облачности с учетом, влияния орографии рассматриваемого региона.

5. Разработан синоптико-статистический метод-объективного прогноза максимальной и минимальной температуры воздуха у поверхности Земли в долинных районах Таджикистана с азблаговремен-яоетью 12, 24 и 36 ч с детализацией по пункта», честя« и административны« района« для всех сезонов годз.

6. Рззудьтаты ояонки методических прогнозов из зав^скйои

и независимом материалах указывают на их достаточно высокую успешность для отдельных пунктов, частей и районов долинной территории. По данным оценки на независимой материале оправдывае-мооть методических прогнозов выше оправдываемого синоптических прогнозов на 4-8^, а при сложных погодных условиях - выше на 25-42$. Превышение методических прогнозов над инерционными в целом составило 20-22^, а при синоптических процессах, сопровождающихся резкой сменой погоды, - 38-63$.

7. Подготовлено программное обеспечений для реализации метода, включая сценку прогноза, на ПЭВМ.

8. После прохождения оперативных испытаний «атод объективного прогноза экстремальных температур в долинах Таджикистана

с заблаговременкостыи до 36 ч и другие результаты выполненного исследования могут быть использованы в ежедневной оперативной

практике Гидрометцентра Таджикистана для качественного и дата-' лизировашюго обслуживания информацией об ожидаемых экстремальных температурах и их распределении по долинной территории конкретных заинтересованных потребителей данного региона.

9. В перспективе при соответствующей доработка выявленные пространственные взаимосвязи температуры и обозначенная в целом концепция решения задачи прогноза температуры в условиях Таджикистана могут явиться основой для создания локальной автоматизированной системы формирования детализированного по территории региона объективного прогноза экстремальной, среднесуточной температуры и суточного ев хода с использованием всей доступной к моменту составлении прогноза информации, включая данные о суточном ходе температуры, данные о последних наблюдавшихся экстремальных температурах на рассматриваемой территории.

Основные результаты диссертации опубликованы в статьях:

1. Нихайлепко Э.А. О краткосрочном прогнозе экстремальной температуры воздуха по району Душанбе в теплый период года о использованием линейцого регрессионного анализа.. - Труды Гидрометцентра СССР, 1990, вып. 508, с. 84-90.

2. Яихайленко Э.А, Пространственное распределение и корреляционные связи экстремальных температур воздуха в долинных районах Таджикистана. - Деп. в ИЦ ЫШИГЫИ-ШЩ, № 1126-гм 92, 18.08.92.

3. Михайленко З.А. Результаты синоптико-статистического анализа максимальной и минимальной температуры воздуха в Душанбе, - Деп. в ИЦ ВНШШ-МЦД, № 1124-гм 92, 18.08.92.

4. Имхайленко Э.А. Синоптико-статистический метод объективного прогноза экстремальных температур воздуха в долинных районах Таджикистана и оценка его успешности. - Деп. в ИЦ ВНИНГНИ-ЩЩ, № И25-ГЦ 92, 18.08.92.