Введение к работе
А у. т у а л ь н о с т ь работы. Долгосрочные прогнозы погоды играют большое значение для населения и экономики лю-оо!1 страны. Повышение оправдываемое долгосрочных прогнозов до .'О % и более могло бы значительно способствовать увеличению эффективности сельского хозяйства, энергетики и других природоемких отраслей экономики. Для Казахстана, территория которого расположена е? зоне рискованного земледелия, необходимость получения таких прогнозен особенно актуальна. Наблюдаемое в настоящее время глобальное потепление атмосферы, обусловленное увеличением концентрации е атмосфере парниковій газов, имеет место и на территории Казахстана Эта тенденция выражена неярко, однако, даже относительно небольшие увеличения средней температуры' воздуха могут примости к увеличение количества случаев с экстремальными температурами. Результат» расчетов по моделям общей циркуляции атмосферы показыва-?;т, что :е будущем при удвоении концентрации СОг в атмосфере можно ожидать дальнейшего повышения температуры на территории Казахстана на 3-Ю С при незначительном увеличении осадков - на 20-30 %. Таким сбразом. засушливость климата на территории республики увеличится и значимость долгосрочных прогнозов погод!» для Казахстана в л-і.чьнейшем будет только возрастать. В то же время долгосрочные прогнозы имеют самую низкую оправдываемость из всех существующих і'.іідов метеорологических прогнозов, поэтому исследования в этой области особенно важны.
Ц е л и и задачи исследован и й. Основная цель работы исследование пространственно-временных закономерности крупномасштабных погодообразующих процессов и разработка автоматизированного метода прогноза температуры воздуха и количества осадков на месяц по территории Казахстана. Для этого необходимо было решить о л-; дующие основные задачи:
- виорать необходимый набор предикторов для расчета долгосрочного прогноза паг.-.дк, для чего потребовалось исследовать связи между характеристиками планетарной высотной Фронтальной зоны Я1В13) и координатами полюса циркуляции (ІІЦ) с одной стороны и ..редннми месячными температурами воздуха и месячными суммами ОеаД-Л.іЬ - С ДРУГОЙ.
разработать н внедрить в опера^опум практику программно;' iv.MiL-'kнпе ;:ля сбгрл и контроля срочны:: данных с температуре i-v. "У>:~. ; "a.v.necTK'.x осадков по станциям К ;з;:.\.:т.'Чі." v ; ,'Чіпіл г::ннь'-
и значениях геопотенщіала поверхности 500 гПа, получение по этим данным месячных значений и архивирование последних:
развить методы и программные средства для объективного определения характеристик ПВФЗ и координат ПЦ;
создать автоматизированное рабочее место синоптика-долгое-рочника;
разработать оперативную технологию прогноза аномалии температуры воздуха и сумм осадков на месяц с заблаговременностью до 12 месяцев по территории Казахстана.
Методика исследований. Работа имеет прикладную и теоретическую направленности. Для ее выполнения привлекались материалы наземной системы наблюдений Казгидромета. Кроме того.; использовались ежедневные поля объективного анализа абсолютного геопотенциала поверхности 500 гПа по северному полуїзарию за 00 ч среднего гринвичского времени, поступающие по глобальной системе телесвязи из Национального метеорологического центра США. Ллл обработки и анализа данных использовались методы разложения их полей по эмпирическим ортогональным функциям !Э0Ф), расчет уравнений трендов, корреляционный, регрессионный и другие анализы. Лля расчета параметров ПВФЗ использовался метод, разработанный Г.Н. Чича-совым и усовершенствованный автором диссертационной работы. Мето дика расчета координат ПЦ основана ка методе, предложенном Г.А. Глызь. При разработке модели АРУ использовался аппарат сетей Петри.
Н а у ч > а я н о е 'и з н ?. и < с л .-; д о в. а к v. и.
Автором впервые:
- детально изучены связи между характеристиками ПВФЗ и место
положением полюса циркуляции - одной стороны к средними месячными
температурами воздуха и месячным:- суммами осадкоь на территории
Казахстана - с друге;': Анализ -.-тих связей на новом материале под
твердил и дополни.!! выводы более ранних работ Чичасоьа Г. К. . Пано
вой Е.Н., Есеркегюво:; К.Е., Скакова А. А. . Мурадова М.А.. Тюребае-
вой СИ. и др. о наличии и характере тесных синхронных и асинх
ронных связей между данными характеристиками атмосферной циркуля
ции и формированием ьлажностно-температурного режима на территории
Казахстана:
- получены уравнения трендов характеристик ПВФЗ и координат
ПЦ за 42-летний период (1949-193(- гг ) на основе чего выявлены
характерные изменения ь циркуляции атмосферы северного полушария;
- разработан комллт: ;и...;рада для п.:!:олг.;;ивания ь расчетах прогноза оперативной информации из метеорологической базы данных "ЛАССО" и для реализации на персональном компьютере автоматизированного рабочего места (АРМ) синоптика для расчета долгосрочных прогнозов по территории Казахстана. По целому ряду рассматриваемых в диссертации вопросов для Казахстана имелись лишь частичные или предварительные выводи.
Обоснованность выводов обеспечена использованием статистически и физически корректных и адекватных исходному материалу методов анализа, . а также большого материала исходных данных: для анализа привлекались данные по температуре по 93 станциям Казахстана и данные по осадкам по !06 станциям за весь имеющийся по ним период наблюдений (в том числе длиннорядные станции, период наблюдений по которым составляет более 100 лет), а также данные по характеристикам ПВФЗ и координатам полюса циркуляции за 42 года.
П р а к т и ч р с к а я значимость работ ы.
Разработанный метод долгосрочного прогноза после прохождения производственных испытаний будет внедрен в оперативную практику Бюро погоды Казгидромета. Созданное программное обеспечение для выборки и осреднения за месяц срочной информации по температуре воздуха и количествах осадков по территории Казахстана, а также данных по геопотенциалу на поверхностях Н300. Н500. HflS0 используется в оперативной работе отдела долгосрочных прогнозов погоды Казгидромета. Материалы исследований изменений крупномасштабных циркуляционных характеристик, о также элементы автоматизированного рабочего места и принципов создания баз данных метеорологической информации используются при чтении лекций по долгосрочным прогнозам погоды на географическом Факультете Казахского государственного университета им. аль-Фараби и в Алматинском государственном университете им. Абая. Базы данных средних месячных температур воздуха и сумм осадков по станциям Казахстана используются в упомянутых учреждениях и в Казахском научно-исследовательском институте мониторинга окружающей среды и климата в качестве климатического справочника.
Предмет защиты. На защиту выносятся результаты изучения и обобщения пространственно-временных связей между характеристиками ПВФЗ и координатами ПЦ с одной стороны и средними месячными температурами воздуха и месячными суммами осадков на территории Казахстана - с другой; материалы исследовании длиннсшери-
ОДНЫХ ИЗМеНеНИЙ КруПНОМасШТаОНиХ аТМОСферНЫХ Процессов СеЬерНиГи I
полушария; оперативная технология долгосрочных прогнозов средних | месячных температур воздуха и месячных сумм осадков по территории Казахстана, которая может быть использована для предсказания полей других метеорологических величин.
Апробация работы, основные положения работы доложены на IV Всесоюзной конференции по статистической интерпретации гидродинамических прогнозов с целью прогноза элементов и явлений погоды (Москва. 1991), Международной конференции по проблемам адаптации к изменениям климата (Санкт-Петербург, 1995), Международном семинаре по оценке уязвимости и адаптации к изменениям климата (Прага, 1995), Международном семинаре по составлению национальных климатических планов действий (Вашингтон, 1996), Ученом Совете КазНИИМОСК (Алмати. 1993. 1995).
П у б л и к а ц и и. Содержание диссертации отражено в 9 печатных работах и тезисах доклада Список работ приведен ниже.
С т р у к т у р а и об ъ е к р а б с т и. Днссертацн-ционная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и 8 табличных приложений. В работе имеется .21 рисунок., 14 таблиц, список литературных источников включает 153 наименования, в том числе 39 иностранных. Общий объем работы составляет 166 страниц.
