Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка прогностических методик для метерологического обеспечения авиации в условиях выхода южных циклонов при различных объемах метеоинформации

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Разработка прогностических методик для метерологического обеспечения авиации в условиях выхода южных циклонов при различных объемах метеоинформации"

>\ 'о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИЙ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

На прапах рукописи

ЛМСЛОБОШЦИКОВ Анатолии Николаевич

УДК 551.509.316

РАЗРАБОТКА ПРОГНОСТИЧЕСКИХ МЕТОДИК ДЛЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВИАЦИИ В УСЛОВИЯХ ВЫХОДА ЮЖНЫХ ЦИКЛОНОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕМАХ МЕТЕОИНФОРМАЦИИ

11.00.09 — метеорология, климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1994

Работа выполнена в Воронежском высшем военном авиационном инженерном училище.

1Н а,у ч:Н ы е ¡р у,к оводиге ли: 'кандидат физико-математических наук, доцент Дегтярев А. С.; ¡кандидат технических наук, доцент Скирда И. А.

О фици а л ьн ы е оино нейты: доктор географических наук, профессор Воробьев В. И.; кандидат географических науж, доцент Андреев В. Л.

Ведущая организация — войсковая часть 75354. Защи

Защита диссертации состоится « 1994 г.

/Не» г *

Г I тНз:г»гмз ч о алл т о,и тт I г ш п он 1 лл о. л и®^ и п пгэ а и.и пги

Тасов н.а заседании специализированного совета

К 063.19.01 в Российском государственном гидрометеорологическом институте то адресу: 1195196, Санкт-Петербург, Малоохтинский проспект, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического института.

Автореферат ¡разослан « $ » _ 1994 г.

Ф

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических

наук, доцент Еникеева В. Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования» Метеорологическое обеспечение является одним из видов обеспечения авиационных подразделений. Специфики задач, реиаемая авиацией требует от метеоподразделений постоянного анализа и прогноза погодных условий над различной территорией страны.

Изменение потока или источника поступаемся информации существенно отражается на качестве прогноза. Нередко в метеоподразделениях в наличии не полная информация (отсутствует комплект азрокгаоптяческого материала, неустойчивы информационные каналы связи), что значительно влияет на методику метеообеспечения авя-ециошшх подразделений. ^

Например, военным метеоспециалистам приходится оперативно работать в автономных условиях нередко при слабой освещенности территории в метеорологическом отношении. Однако требования к метеообеспечению остаются достаточно высокими, что особо проявляется при проведении крупномасштабных учений с привлечением большого количества техники и личного состава, а такие в особый перпод ¡.?эягосударственных отношений, когда по ряду причин происходит естественное уменьшение объема метеоинформации.

Помсму на практике возникает проблема в использовании наиболее аффективного метода прогноза метеорологических факторов на основе шзкцейся в наличии у прогнозиста метеоинформации.

В условиях ограниченной метеоинформации прогноз синоптического положения является необходим™ и важным етапом разработгеи прогноза погоды для конкретного района базирования.

¡йпгет районы Европейской территории ^рссия (ЕТР) -ото район со слскпымя.местными особенностями,которые значительно плодят на

^(етг орологаческую обстановку и на образование опасных для авиации явлений погоды.

Южные циклоны (ЮЦ) -сложный внетропический вихрь, определяющий погодные условия над районом исследования. На вти циклоны огромное влияние оказывает физико-географическое положение района Средиземноморья.

Следовательно,разработка практических рекомендаций по оптимальному использованию метеоикформации для прогноза перемещения и вволющш ЮЦ является важной прогностической задачей,а тема исследования р"туалыш для оперативной деятельности метеоподразделений различных ведомств.

Основная цель диссертационной работы состоит в адаптации методов прогноза перемещения и эволюции ЮЦ для авиационных ие-теоподразделегай на основе различных источников ыетеоинформшцш и в разработка алгоритма категорически-вероятностного прогноза выполнения задачи потребителем по метеорологическим условиям для конкретного района базирования.

Поставленная цель реализуется при решении следующих задач:

1. Исследование и ацалрэ структуры облачности ЮЦ, идентификация вихревой структуры спираль» Архимода, оценка количественных параметров облачного циклонического вихря.

2. Разработка метода прогноза цьремещения и вволвдии ЮЦ по снимкам облачности с ыотеоролог?зческих исскустведаых спутников Земли (М11СЗ), при налички {шхревой структуры н без нее,-

3. Адаптация осцоруцх {..¡атодов прогноза перемещения и вволю-цки циклонов на основе ицформощ-щ с приземных карт погоды и карт барической топографии (КрТ).

4. Разработка алгоритма категорически-вероятностного прог-

ноза выполнения задачи авиационным потребителем по метеоусловиям.

Методика иооледор-зшм и использованные материал«. В качестве ?л а тематического annapaia использовался регрессионный анализ и методика синоптико-статистического исследования.

Исходной информацией являлись телевизионные и инфракрасные спутниковие фотоснимка облачности с Ш'СЗ сории "НОАА" и системы "Метеор" за 1974-1990гг.» охватывающие территорию: 50-35° с.ш* и 5-50ав.д. ,приземные кольцевые и с'зюптическпе нарты погоды, кар-■ та барической топографт стандартных изобарических уровней за основные синоптические с реи.

Новизна работы заключается в следующем. Проведена систематизация прогностических методов по условиям six ' практического

я

применения. Проанализирована эффективность иослэдованншс методов прогноза с точки зрения авиационного потребителя. Разработан алгоритм применения методов прогноза перемещения и эволпцпи ЮЦ при различных объемах и видах исходной метеорологической информации. На основе климатических данных предлагается Алгоритм л категорически-вероятностного прогноза выполнения задачи по метеоусловиям для конкретного потребителя и района базирования.

На защиту выносятся;

1. Результаты анализа структуры' облачности Щ по фотоснимкам с ГЛ1СЭ.

2. Идентификация вихревой структура облачности ЮЦ геометрической спиралью Архимеда.

3. Метода количественного прогноза перемещений и вволецил ЮЦ по фотоснимкам с МИСЗ, по приземным картам погода и по КВТ.

• * М^тод категорически-вероятностного прогноза ' выполнения

о. . " . .■■

гедэ'тй авппнкеннш потребителем по мзтворолоппосигл условиям

для района базирования»

Практическая значимость работы состоит в разработке оптимальной -стратегии деятельности авиационного потребителя в условиях ограниченной метеоинформации й заключается в следующем:

- по параметрам облачного вихря ЮЦ разработан метод прогноза давленая'в'центре циклона, его скорости и направления смещения;

- определена еффэктивные Методы прогноза перемещения и вво-лгции Щ по различным источникам метеошформации;

- на основе оценки летно-метеорологических условий по району базирования разработан метод категорически-вероятностного прогноза выполнения задачи авиационным потребителем;

- предЛоаен подход к разработке оптимальной стратегии деятельности авиационного потребителя в условиях ограниченней метео-йнформации.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсукдались на V военно-научной конференции Воронежского ВВАИУ (ноябрь 1991), III научно-технической конференции Воронежского ВВАИУ, посвященной проблемам повышения эффективности метеорологического, авродроыио-т ехнического обеспечения авиации Вооружениях Сил (май 1992), на научных сешшарах кафедры метеорологии и метеорологического факультета Воронежского ВВАИУ (декабрь 1991, Ноябрь 1993), кафедры метеорологических прогнозов РГГШ (май 1994) и в/ч 75354- (июнь 1994), опубликованы научные статьи и выполнена научно-исследовательская работа.

. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введений, четыре* разделов, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы --127 страниц, включая 15 рисунков, 54 таблиц и список литературы из 107 наименований..

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении представлено обоснование актуальности рассматриваемого исследования, определены цели и показана новизна работы, кратко излагается основное содержание каждого раздела.

В первом разделе показана необходимость и сложность изучения ЮЦ, как объекта исследования. Раскрыты особенности влияния физико-географического положения районов «га ЕТР и Украины на условия циклонической деятельности.Дается краткий обзор прогностических методов. Определена задача исследования.

Всесторонняя оценка я использование метеорологических условий обеспечивает оптимальное применение авиационной ...зянки и безопасность под©' ов в метеорологическом агнопеяиз. Формирование метеоусловий во «йогом зев'.;ои» от иестжи <*изигго-геогр,'г*>;р|ес!«5 особенностей района базирования авиаяодразл'-?^еНЛЯ.

Югзше районы ЕТР и Украина являются чвхгт районом, где ата-яш1э местных фазгосо-географлческиж особенностей на метеорологическую обстановку и на образование опасных для азн&цкя явлений пагоды особенно ярко выражено,Одной нз основных прилип угудйегпм метеоусловия в течении всего гома,- явяюта» сыхоя позт-хму прапюэ синоптического пояогекия пртюбрэмч? «ирзозтадмтлое пяч-чвште для разработки качественного прогноза гагодаг.

При «отеорологлческом обеолочетш язтгцп.? учтмялятеп ряд фэктсроз: г.арЕЕТэр задач«, стод^й яер.*д ъж&ълхглх^ыгУли, ояд атодц'кяшей тэзткя, !.:чст;шо сг-сб":!псот.'г ■т.п. к его з «зтоорояогпчоском отповвзгаь

•Нзаэнеше объемов и видов исходной шгсеоик&зздяегг кючига-лыю отражается как на пряменэШй! прогзостзчоспгх №гг<щ>я* тая л ЯП - гоапюиия потребителем ввнтгседогх зада'. о цо-рсм. В работа

в

^рассмотрены возможные ситуации операторного использования мете о- . информации, поэтому задача решается поетапно, в зависимости от конкретного источника цетроцнформащгн (спутниковое фотомонтажи облачности, приаемные карты.погоды, карту барической топографии и их комплексное использование).

Такиц образом, решается задача по метеорологическому обес-'. печени» «туацви при различных объемах ыетеоинфоршииш с учетом региональных особенностей цчклоьщчо01«4 деятельности.

Ко морд», разделе представлена *аректвриот«кв циклонических облачкцй полей района Средиземноморья. Произведен анализ исходного ттврядМ ц предлагался методы прогноза перемещения и еро-лвдаи ЮЦ по информации .с.^ото^шмков облачности о МИСЗ.

йерееочсрний рельеф юга Европейского континента накладывает свой отиочато?; на структуру облачного циклонического покрова.Это Относится как к размерам, так и к строению облачных систем.

Несмотря на то, .что формы облачных массивов ЮЦ очень разнообразны, одной из основных форм циклонической облачности является облачный вихрь. Б работы установлено, что в 44й наблюдается вихревая структура, которая-характерна для хорошо развитых циклопов. При мои облачаиэ вихра комца'ктные, средние размеры составляют 500-000»?м р по ко&£лгурации напоминают геометрическую спираль Архкмэда.

Два «Дбш^акаадй облачных, циклонических вихрей, в от лачке от црадаествусгг-н;"Лоаладовал;^ иаэото логаркфаяческиг' спиралей предлагается использовать гвсцеграчеокиэ параметры спирали Агац--. «ода, построенной' по овэдущему уравнении; ' .

■ р * • • .' ('1 ) где р -радиус-вектор, ъ = п/2н гкое&ишшю» -полярный угол.

При различных значениях коэффициента bn ( где п о,25, 0,5, 0»75» 1,0, 1,25) Производится построение семейства кривых, спирали АриШйда» которое используется для снятия геометрических параметров с облачных йнхрэй Щ. Ilpï е-, ом добиваются' максимального совпадение спиралей 'с наиболее яркой частью облачного вихря, которая обычно opozoiîtî блийе к внутренней стороне вихря.

•" Для идентификации вихрей ¡СЦ предлагаются следующие гёометри-

Сч-эездво, что с увеличением "а" возрастает путь проходаглий

гсЕл!!'.? зоздузсм прй огибании ггг^ циклона, увелячийая тем са;шм

3£сгя оуцостзования восходйгсих движений, что п определяет стадию

рпжкгаз цпйленов. Параиётр нрч в 905 случаев ориентирован вдоль

.Логх":::^ цзйлсзга и характеротует ее мэрпдполольнуи протяженность.

образов, облачные вихри ЮЦ идентифицируются спиралью

Архимзда,. а представленные геометрические параметра отражают

пространственно-временное развитие циклонов.

По результатам исследования облачных вихрей Щ о использо-

о

вжат семейства кривда, установлено, что в?щи?й описываются

спиралью, построенной по уравнению (1) при п=0,5 И 4Ой- спиралью ппи п=0,75 (спирали и2 и кЗ). Анализ аэроокноптического. материала показал, что указанные спирал}! соответствуют максимально развитым циклонам и отражают основные стадии .циклогенеза, поэтому геометрические параметры именно втих спиралей, использован« при разработке количественного алгоритма.

В основу построения алгоритма пролюза перемещения и вволю-цки ЮЦ положена шпотеза,что меаду характеристиками циклона (давлением в центре циклона, скоростью и направлением его смещения) и параметрами вихря существует определенная корреляционная связь, отражающая специфику региональной циклонической деятельности.

Производилась оценка информативности геометрических параметров облачных вихрей для характеристик ЮЦ. Определялся вид прогностических зависимостей. Установлено, что вид данной 'кбрреляцк-,оюю'А связи - нвитвШшМ.-

Для получения аналитического выражения зависимостей (в виде выра5хзния (2)) использовалась стандартная регрессионная модель с процедурой просеивания, в которой'кое^фщиёнты определяются методом наименьших квадратоа.

га °

л .!< к к

■ у" - I ••• С (2)

1 2 п к,♦([■+...О

1 а п

Полученные уравнения исследовались на точность по условному среднему квадратическому отклонении и на значимость по Р-крите-рии Фишера.

Для оценки уравнений, на независимом материале, рассчитывались критерии успешности. Например, на срок 24ч средняя абсолютная ошибка (5) прогноза давления .в центре ЮЦ составляет 5,72гПа,

скорости перемещения-8,32км/ч д направления смещения-13,4бград. Производился расчет синоптико-статнстических характеристик, так при прогнозе давления в центре циклонов (|Лр | * ЮгПа) точность составляет 61Й, скорости (Л£ ^600км/2*ч)-75Й, направления смещения (|Л)|| «30°)-1в%, Следовательно,- прогноз по предлагаемому алгоритму является удовлетворительным.

Вихрейая структура характерна но только циклонам.Помимо циклонических облачных вихрей (64$) наблюдянтоя и мезовихри (вторичные 115 к тершчзские 25%). Для классификации мезовихрей учитывается фор;,«а и структура вихрей,производится анализ всех иакро п »?еоамаситпбн1Д облачных объектов предетавлошшх на фотоиышкэ, При анализе облачности ЮЦ осойио затруднещьч возникают при отсутствии у них еихрввой отрукуура, что кзблядвеуоя у 56Я И. В одучада предлагаемой попользовать кскдоэкофЗ агалпз обла-пнп? систем,. отречаезЯ рзаглюдойстеле различных барнчзогах об-р5зсвягпй1, что я роказгазвт теидецци» р'язраодя сшгоптпчеекпх. процессов ,

На о<з;:орг-.«гя1 согезотиого пойлэдопакия аврооансятичэекого ца-тг;г;;ала и фо^оогштсэ обжшооти сндалака ».'зрч.чионпдьнсэ {/<9%), Сфэгпоэ ОШ) и хгзодрэдэлгнлс 1 (90.31 раегтрод^от-э безвихревой ц'^леигпэсгсой облачности,

Устаиорлоно, иго кэргдаюпалмшЗ згох облзш'остл Дарактерзн д.тл «игглоисп.ийзодпгдаеа (ОЗП) в о?,здп яодац я г, •,. омсцаю^зся о свверо-йо^очпсЗ ооатаилявкзЗ, йода гкшщ.. кайшис?? а оиатемэ е«аг;;ого нйклоэдчэеиого вягря <} рхздагявляуЬ аабсй плот пуп вапку оЗлз'Шоое! о йавроов«!} облаков, то в 665 случаев такая

волна получав* дс^ыюйайв рзазайзо О икклса. Д&юекиг • а центра

' с

тс ль образованны* циклояоа в срздиеч составляв* 1000-1005Ша, &

о скорость перемещения - 35-50км/ч.

Широтное распределение облачности типично для стационарах обширных, депрессий, наблюдающихся в холодное полугодие над акваториями теплых морей. Эволюция такой системы зависит от активности циклогенеза над севером Европейского континента.При смещении активного циклона с северо-запада происходит разрушение облачности такой депрессии и на етоц месте образуются новые циклон«, Давление в центре е?их цшелонов составляет в средней 1005-ЮЮгПа, в скорость - 25-35км/ч. ' ■

Неопределенный тип безвихревой облачности имеет бодао слог-вое облачное поле и встречается во время быстрого преобразовала барической сиетегда.

В тротьец раздела представлены катоды прогноза пероцеаещя ц еролкидл Щ, основанные на цкфориацка о приземных карт погоду, карт барической топографии ц их совместного цсподьвозг.нпгз со спутняковыаи фотоштадгамп,

Пра прогнозе троиг^тйщ р еэадацвд ГиЦ фсцыю по додав,?.I о прдзеших карт погоды ода<тгкравал,;:с{, еледукциа срособн! метод, учитийвр^яО распределение тецпеоаг'уру в обдастц ас1:?.'-.'ютр1от.щк обррзовещШ (ькн'од |{гетад-Гр?Щ8ЧКо), л

статистическая .оис5рапад.5Ш5в ц Крячарав'а,

Учитывая С'Цзщ:о-георрафУ1боЩ19 оеобециовти райоцр, Ш'яя по-' лучена ^рзрнсщш ститцот^едаий еиотраяошадщ.

Результаты прсх-ер:;^ по$£ол;щ1 сделать ридом

• - для прогноза дрлоуенйа центров И, на срок 12ч роиомзняу-етсл попользовать фоцищьыущ II отатпстичеокуа окотрйолйф*», на срок 24ч ~ метод Кашина-Гриценко и статистическую акстрарс :яцаы{ - дли прогноза «всшадш Щ - метод Кашина-Гриценко и отати-

отическую экстраполяцию.

При использовании карт барической топографии рассматривали.-^ сдедуюпща направления исследования:

1. Для прогноза положения цеьтров ВД, выходящих на далл:Г~ рейон, применялось правило ведущего потока, производилось уточнение коэффициентов перзнооя.

Аналиг 225 случаев показал,что средней значение коэф1и1'«-;-н--' тод переноса для карты АТ-700 на срок 12ч составляет 0,82,на 24ч - 0(79, для карты ЛТ-500 - 0,64 и 0,50 соответственно. Срздлп зкзпспкэ угла отклонения трг.чкторан цзнтро» кгк-ясмоз от пап?я> • ло;тш ватра па еооткртетвукнем цроза* составл:!огг ИТ-' -> пе бож>£ 31гряд; для А?-5С0 - ЯЗлрад сч-тоатзта^«, О.^;'.;-; протез? игл на'щ»<пгга<г?

2, Пт ..-хл Г'.^-ИЗграи йгяк"'.!*** рпзрабатнезлея и^год пготес.33 гасотк« а яор^ягпзггл Ю'Ь

■ Пэ осчо'за'гнд п'?рпнгоп гтгц'Д скорое?:; оя-

1 рэдэллпц еда ду;""?гз т^г.по^'П!??; гесзтрсГл-"Тгсггй гр*-!"'е?г.' т^мор^ти, ггдвокциа

г^'.-тгоргзт.ур:?„ по посс1.:у п КГ, гр'^":";?'?

кпгг'.'^-ог'го';';"^- ту.зсп-''л г» ¡г; -Л' 1гр1т

яо'.'Тъъпф ¡грг-п!г"?'> ¿гс.'^".;>. :-г..\. .-.-м'.'Ю-

¡^ЙС'^О их ."чт :■':<.! лспсс,;'.; ; •.•. ■■/...

»аогеЗ огорсосЗ юр('''¡г/чд ."'•> 2;ч.

В ГГ'ГГ/ЛЬ'ШТЙ прОЦЗДУрЧ челу.'в'.пг СНо-

лпкчвзтео з пидз ургздегггЯ ктгы'п-пэряод р1грт>скя.

Оценка уапехщэстп йро:«гохя.чаеь на вэз&впопиоч маторчало на основании от9ИД.1ртпык : рчтерпов. Например, кбдичгечз .3 г<?.и прогноз

1.4

давления составляет 3,89гПа,интеноивности-2,56гПа и скорости пе-ремещения-10,311ш/ч.0правдываемость прогноза давле1шя составляет 82й (JДр|£10гПа), скороетн-86# (LS^èOOKu/stH), положения ценгра-57$ (ДК«400км).'

При использовании комплексной мэтаоинформации (приземные карты погоды.карты барической топографии и фотомонтаяш облачности с ЦЦСЗ) по количественным предикторам с указанны! источников получены прогностические ураьцечгая регрессии, позволяющие рассчитывать эволюция н скорость переыещевдя Щ.

Величина S прогноза давления составляет 4,6?тГ1а, интенокв-цости-3,39гЛа и скорости перем&щения-13,78г«/ч. Оправдвдаеыооть прогноза давления составляет ( |£р|г10гГ1з) л полохеш/) целтрз - 85g (йН£400ю)).

По результатам сравнен««, предст&влешщя pusîs методов с существующими, сделан вывод, что исслэдовашще методы, основавши На конкретном источнике и виде Метсоинфо^шцИ!, дакт полоамоль-нце результаты, цаотому их цо:аю рекомендовать к использовано' При метеорологическом оОс-сиечошщ авиации в условиях ограгмчен-пой и s % е ош ¡фор;,! а шш.

На ооцсвыш»; проведенны?. исследований, в работе сфориулирэ-ваиы практнческяе рекацевдощи по гфииеаещни прогностически fcо-тодав относительна onepatKpifas уадо^дя ( наличия ВБУ на рабочем «эото nponioDCOïq, рзз£рдад£ виду » объемам потоков цэтеоян-фораацаи ). .

■ В. четвертом ^азда^ оценка лотно-мвтеорог.оп^а-

l'wtoenû при крогцо'лэ .оддоздчеекога по„.;>йвд$,ч и яродвагао?-ся адгораги катвгордааскй-рйроптцостного прор|ов$ радолаарчя .cetera аяиыигок-шм го^робятвлеы по «отооуолоайвМ дли конкретного

£й$ойа базирования»

Для оценки погодных условий предлагается схема условных секторов циклона с относительно однородными погодными условиями (теплый сектор, зоны-влияния фронтальных разделов,северная и се-вёро-запа^Дая периферии циклона), при етом питает прогноза (например п.Ростов-на-Дону) находится в области замкнутых изобар.

Для кзздого сектора представлены условные повторяемости различных погодных условий (средние значения нижней границы облачности, горизонтальной дальности видимости и опасные явления погода (гроза, кучево-догудевая облачность, туман и т.д.)), которое в дальнейшем используются как предикторы при разработке алгоритма категорически-вероятностного прогноза.

В ранее выполненных работах других авторов убедительно показано, что дане при использовании традиционных прогностических алгоритмов о помощью метода категорически-вероятностного прогноза можно существенно повысить (эффективность деятельности потребителя. При етом происходит отход от необходимости комплексации вероятностных прогнозов, их неопределенности и обеспечивается экстремум критериев эффективности.

Категорически-вероятностный прогноз на основе статистических характеристик метеорологических прогнозов сообщает потребителю в детерминированной форме рекомендации о целесообразности выполнения задачи, оптимальной с тоЗ?от зрения критериев еффек-тивности потребителя. Оптимальной стратегией использования таких прогнозов является стратегия полного доверия.

В рзботз данный подход реализован для конкретного потребителя и района базирования авиационных подразделений.

Алгоритм построения способа выполнения задачи по метеоусло-

виям основан не регрессионной оценке вероятностей событий, При отом в качестве входных Дййных используются оценки вероятностей определенных погодных элементов,а в качестве выходной информации - рекомендации потребителю.

Конкретному ¿кипа«;-."(в зависимости от метеомижшума),планируемому для вшолнёйия поставленной задачи,можно поставить в соответствие значение пороговой вероятности (Р1) возникновения совокупности высоты ндашей границы облачности, видимости я опасных

л $ >6

для авиации явления погода (Н к Ч к 0 ), которую назовем пороговой вероятностью выполнения задачи по-метеоусловиям. Это правомерно в том случае,если вккпаа выполнит задачу (В).пр. условии возникновения благоприятных метеоусловий о вероятностью

близкой к единице.

Таким образом, условней вероятность выполнения з'аДачи опре-., делается как вероятность появления благоприятных метеоусловий," т.е. Р' - „ „ .

1 1 3

В работе под благоприятными ыетеоусловняш! врпнийаатся значения действующих минимумов авнацзц.ЁЕС (эаачешш высоты ниа-' ней границы облаков более 150м днем (более 200м ночью),, горизонтальная дальность вщзаюск! болоэ 1,5к.: днем (более 2,6;:.) ночью), а такаэ отсутствие стасша.явлений погодй). .

Для определения условной сорой'шостй осуществления благоприятных условий кспользозался алгоритм, основанный • на непосредственной оптимизации целевой функции. потребителя (I). В процессе реализации установлено, что наилучший вид. функции - показатель-

ный:

.1 1 1

гдеР, ~ условные оценки вероятностей метеоусловий.

Определение оптимальных значений коэффициентов регрессии а( (1~0,п )\дл я решения зад чч различной значимости (У1-- Ю-во%) производилось при следующем условии минимизации:

1/Н Г П. (Р1) Е (1 - Р.. „ ■)•' + Е (0 - 1> „ У }

1 . • НхУхО ~ Их\'хО J

1 а

3

= 1П№,

где вклад случаев с благоприятыаш метьоуелошлми (А ) и неблагоприятными (А ) неравнозначен и определяется ко&Ммциентсм г) (р1).

Для оценки построенных уравнений в качестве традиционной использовалась повторяемость оправдэввдгхоя прогнозов (и) .которая связана о величиной I {яри пороговой вероятности р'гЬО.З) г "."яке--плеч «• '¿я йгплиза полученных оценок следу о-р, .то окрзвдм-

ваемооть гаеет высокие значения, тан дпг-. колодного полугода I составляет 70-073« для тегл-'го - 72-83,5. Такм обреем, мояно ут-В?р.7дать, что предсташгехеше урэвпещы позволяют д-зстаточно ио-дищо рассчитывать условную вероятность ш/толтешм задачи (Р^).

Алгоритм категорически-вероятностного прогноза длюячошгп задачи авиационным потребителем заключается в елздупт.егм

- при прогнозе синоптического гтолсизиш» опр-здйггг.л'с.ч условные климатические оценки вероятностей :тесуало*>:тЗ (оог.'шсчз мз-тесмтилупа);

- по полученным прогностическим урарявилкч снг.едшге-гся условная вероятность выполнения зчлачи

- производится срзвке'ие х^рояткостк ког»;гч}йс."1 I'', соли рекомендуется потребителя выполнять 'задачу Б, в проти сноп случае - но выполнять.

. ДагапЛ подход таю» может быть использовал 'я при планировании летней деятельности авкацкоквих тодроздаэлешй нз срок до не-

скольких суток ( в зависимости от обеспеченности прогнозом оино-

о - ■ . ' 1

птического положения ), что является актуальным для метеорологического обеспечения авиации при ограниченной метеоинформации.

В заключении приведены основные результаты исследований.

В зависимости от оперативного использования алгоритмов прогноза перемещения и эволюции южных, циклонов (наличие автоматизированного рабочего места прогнозиста, вида и объема исходной ме-теоинфстмации и т.д.) разработаны прогностические рекомендации.

В основу рекомендаций положены следующие результаты!

1. По фотоснимкам облачности с МИСЗ исследована структура облачности южных циклонов и иезомасштабных вихрьй, представлены кх характерше особенности для данного района исследования. Установлено, что 44Й циклонов, имеют вихревую облачную.структуру, которую предлагается идентифицировать геомотрической спиралью Архимеда.

Для описания циклонических облачных вихрей предлагается цспольвовать геометрические параметры архимедовой спирали.На основании параметров облачных вихрей разработан метод количественного прогноза перемещения и еволюции ЮЦ.

3. Исследованы облачные массивы ЮЦ не имеющие вихревой структуры. Предлагается классифицировать тип их облачности в эа-ваошооти от географической ориентации. (меридиональный, широтный к неопр-з да ленный)» На основе когшлоксного анализа всех облачных обьзктов |;а фотосшсмка щщеледа характерные прогностические приводи и прзйогавяэвл рэкауэ{1даЦ8й длй прогноза циклогенеза. •

4. опрздэдопа оапЫцьчае алгоритмы прогноза аеромвдеаий « еваяздаи- ИД с цспользрвашюи ^формации только о прызещшх карт Погода. На период прогноза 12ч опхгп&шрвд являются вкстраполя-

цпонные методы, на-24ч - метод Кашина-Гриценко.

■ 5. По картам барической топографии при применении правила ведущего потока уточнены значения коэффициентов переноса и средние значения угла отклонения траектории центра циклонов от направления ветра'на соответствующем уровне. На основе регрессионного анализа по термодинамическим характеристикам атмосферы построен алгоритм прогноза перемещения и еволюции ЮЦ.

6. Разработан алгоритм прогноза дав пения в центре циклонов,' их интенсивности и скорости перемещения на основе комплексной метеорологической информации (приземные карты погоды, карты барической топографии и фотоснимки облачности о ШСЗ).Практическое применение полученных уравнений регрессии наиболее целесообразно при автоматизированном сборе и обработке метеоинформации на ЭБМ.

7. Сравнительный анализ прогностических алгоритмов показал, что, разработанные в представленной работе, методы позволяют несколько уменьшить критерии успешности'. Например, относительную ошибку прогноза (е) по сравнению с некоторыми существующими, так для метода, основанного на термодинамических характеристиках атмосферы е-0,56, а для численной схемы ШЦ США £=0,74.

Анализ методов прогноза, основанных на различных по виду и объему потоков метеоинформации, позволил определить наиболее еф-Фектишшо прогностические алгоритмы для их оперативного использования в данном районе.

8. Выполнена оценка летно-метеорологических условий по району базирования при выходе ЮЦ. Определены условные повторяемости погодных условий (высота нижней границы облачности, горизонталь-пая дальность видимости и наличие опасных для', авиаций явлений погоды), благоприятных и неблагоприятны? для выполнения задачи

авиационным потребителем.

9. На основе полученных климатических оценок вероятностей разработан алгоритм категорически-вероятностного прогноза випол- f нения задачи по метеоусловиям. Это позволило получить совокупность оптимальных, с точки зрения специализированного критерия еффективности (нормированных суммарных затрат потребителя).прогностических уравнений, соответствующих стандартному метвомшшму- • му авиации и задачам различной значимости.

10. Использование в оперативной практике алгоритма, основанного только на данных о прогнозе синоптического положения и климатических характеристиках (особенно, в условиях ограниченной метеоинформации), предполагает изменение методики прогностическое го обеспечения потребителей, т.е. прогнозист производит оценку вероятности выполнений планируемой задачи, сравнивает fee с пороговым значением и представляет потребителю информацию о целесообразности выполнения или не выполнения планируемой задачи.

Таким образом, в представленной работе 1 в 3'йвис1шоотй от видов и объемов исходной метеорологической информация предлагаются прогностические -алгоритмы и рекомендаций, которые позволяют существенно повысить еН-ект;;2Яооть оперативного метеорологического обеспечения аьаациошюго потребителя на юге ЕТР и Украины.

В Приложении приводятся результата исследования в виде таблиц.

Основное -содвршш дйссёртации опубликовано в работах:

1. к прогнозу вволяцяя циклонов над. югом ЕТР//. Сборник нау-чшх статей Воронежского ВВАЙУ. 1991. выпИЗ.

г. Использование снимков облачности с МИСЗ для оценки эволюции и перемещения циклонов йад югом ЕЧС// V всенно-научная конф. Роронекского ВВА1-1У: Тезисы докладов - Воронеж, 1992:

3. Особенности облачных полей южных циклонов// III научно-тех. конф. Воронежского ВВАИУ: Тезисы докладов - Воронен, 1992.

4. К прогнозу перемещения и эволюции юкных циклонов по кар-

I

там барической топографии (совместно с И.А.Скирдой )// Сбср.мп: научных статей РГГШ. С.-Петербург. 1994.

5. Исследование информативности параметров уравнения вихря скорости при прогнозе циклогенеза (совместно с Д.Н. Ганичевпм)// Сборник науч.статей Воронежского ВВАИУ. 1993. вып.15.

6. Отчет о EIP »49302// Воронежское ВВАИУ. 1993.

7. Иотодячеотое рекомендация по прогнозу дорет-чдогн "л ево-¿шцки егяряс цшшсдов по различны?! видгм л с:Ллт;ии;;е;!,жа яз-гв-оинфортции для гга Еврспейокс;} г^ррагортс? Роосяа :: Лгрепгга (ао-гместно о II.Ii. С:с>рдг")// Гсрсзсгокое В1Ш1У. 1994.

3. К вопросу шптсльзсвш'Л'п кзтолоз ьрол.'лао перемещения :j

бполпцни егзгис цгсслс;:оз на основе карт погедп// Сборник: научных

статеЛ Воронежского БВЛИУ. 199i. еып. 16.

Р