Прогноз возникновения и развития паводков на основе данных GDAS, ДДЗ и методов моделирования

Главной целью разработки методики прогноза возникновения и развития паводков и наводнений с использованием методов комплексного анализа метеорологических, наземных, картографических и космических (включая радарные) данных и моделирования являлось прогнозирование начального периода развития паводков. Важность и актуальность такой постановки задачи показали события, связанные с прохождением паводковых вод весной текущего года. Не смотря на то, что существенный паводок ожидался во многих регионах Казахстана и к нему готовились, начало его для некоторых из них было неожиданным и по времени, и по масштабу, что привело к увеличению материального ущерба. Точность оценок существующих в настоящее время методов прогноза потенциального хода паводков по-прежнему недостаточна, особенно в начальный период. Это обусловлено малым количестве метеостанций и снегосъемок, снижении репрезентативности и надежности данных снегомерных съемок и недостаточной частоты их получения в период таяния снега.
Методика прогноза возникновения и развития паводков и наводнений на основе методов комплексного анализа метеорологических, наземных, картографических и космических данных и методов моделирования позволяет организовать функциональное взаимодействие модулей анализа текущего состояния атмосферы и снежного покрова, прогноза динамики изменения атмосферы и снежного покрова и расчета поверхностного стока. Такое взаимодействие осуществляется посредством анализа текущего состояния и динамики изменения (величина и направленность) основных параметров атмосферы и снежного покрова. Модуль анализа текущего состояния атмосферы и снежного покрова позволяет на основании данных системы ассимиляции данных GDAS (Global Data Assimilation System) оценить текущее состояние таких параметров атмосферы и снежного покрова как температура воздуха (Tа), глубина снежного покрова (Sd), эквивалент воды в снежном покрове (Swe), а также распределение и площадь снежного покрова на исследуемой территории. Распределение и площадь снежного покрова уточняются с помощью ДДЗ различного разрешения, а в качестве исследуемой территории рассматривается полученная по картографическим данным территория водосборного бассейна конкретного водного объекта.
Модуль прогноза динамики изменения атмосферы и снежного покрова позволяет на основе использования системы прогнозирования GFS (Global Forecast System) получить прогноз динамики изменения на несколько суток вперед основных параметров атмосферы и снежного покрова, в том числе Tа, Sd и Swe. При этом модуль позволяет учесть в прогнозе вклад и прогнозируемых осадков. Модуль расчета поверхностного стока базируется на WRF (Weather Research and Forecasting) модели, разработанной несколькими космическими, авиационными и метеорологическими организациями. Модуль позволяет на основе данных о температуре воздуха, глубине снежного покрова, эквиваленте воды в снежном покрове и о количестве осадков прогнозировать потенциальное развитие прохождения поверхностного стока паводковых вод в водосборном бассейне исследуемого водного объекта.
Работа выполнена в рамках Целевой научно-технической программы «Прикладные научные исследования в области космической деятельности» Республики Казахстан по теме «Разработать технологии и методы космического мониторинга предупреждения и контроля паводков, наводнений и нефтяных разливов на основе методов радарной поляриметрии».