Локальные оценки интенсивности осадков по модельным, дистанционным и наземным данным

Большинство из многочисленных способов оценок осадков основано на информации о длительных рядах измерений количества осадков. Количество осадков считается признанной оценкой в первую очередь влажности климата, степени опасности переувлажнения и сухости в каждом пункте. Интенсивность осадков же использовалась повсеместно и до сих пор используется чаще всего в виде градаций: сильные, умеренные, слабые осадки.

Количественные измерения интенсивности осадков более широко стали использоваться при появлении систем измерений, основанных на автоматизированных способах дистанционных радарных и спутниковых измерений.

Совершенствование и повсеместное внедрение численных мезомасштабных негидростатических моделей также позволило более детально, чем обычные сетевые измерения получать данные о пространственном и временном распределении осадков. В комплексном использовании разнородных типов данных трех- и четырехмерная картина выпадения осадков разной интенсивности позволяет избежать ошибок диагноза и прогноза, и также точнее предупредить об опасных ситуациях. Причем модельные расчеты благодаря гораздо менее редкому шагу сетки мезомасштабной модели имеет преимущество, как при оценке временного разрешения, так и в оценке области распространения зон осадков по сравнению с измерениями на станциях (Ривин Г.С. и др., 2015).

Данная работа посвящена оценке модельных ежечасных сумм осадков. Гидродинамическая мезомасштабная модель COSMO-RU позволяет оперативно получать ежечасную информацию об интенсивности и суммах осадков с шагом сетки 2,2 км по московскому региону. Отбор информации осуществлялся на оперативно поступающей модельной информации в течение 2 месяцев с мая по июнь 2017 года по ежедневным данным.

Выполнялись расчеты средних ошибок, оправдываемости прогнозов осадков. Сравнение произведено на основе данных геостационарного МИСЗ Метеосат-10 и данных автоматической станции нового поколения (АМС). Восстановление информации об осадках проводились на основе методики Волковой (Волкова Е. В. и др., 2015).

Точность прогнозов ежечасной интенсивности осадков (мм/ч) оценена средней ошибкой. Смещение прогностических значений при сравнении с данными ИСЗ в среднем за рассматриваемый период составляло -0,6 мм/ч, а при сравнении с данными АМС лишь -0,1 мм/ч. Наблюдалось завышение спутниковыми данными информации об осадках, а модельные значения хорошо согласовались с наблюдениями АМС. Оценки оправдываемости прогнозов осадков по модели при сравнении с данными ИСЗ и АМС можно считать методически оправданными (общая оправдываемость более 60%).

Временная изменчивость осадков на примере 2-х случаев продолжительных, (длительностью более 6 часов) осадков (08 и 11 мая 2017 года) и 2-х случаев кратковременных осадков, сопровождаемых шквалистым усилением ветра (29 мая и 30 июня 2017 года), рассматривалась по ежеминутным, 15 минутным, ежечасным и суточным интервалам измерений автоматическим датчиком осадков. Проводилось сравнение спутниковых данных и данных автоматической станции.

Анализ рассмотренных аномальных случаев дал возможность оценить преимущества и недостатки используемых данных об осадках. Он показал соизмеримые величины точности и погрешностей определения количества и интенсивности осадков, при сравнении расчетов по численной мезомасштабной модели со спутниковыми данными. Таким образом, комплексное использование данных дистанционных измерений и прогностических модельных расчетов позволяют существенно расширить базу знаний для исследований и достоверное отображение пространственной и временной структуры осадков.