Картографический веб-сервис «Опасные явления погоды Центрального Федерального округа»

Конвективные опасные явления погоды (КОЯП), такие как шквалы, смерчи, крупный град и сильные ливни, представляют собой один из основных источников ЧС природного характера на территории России, а также отличаются сложностью регистрации и прогнозирования. Территория Центрального Федерального округа (ЦФО) характеризуется максимальной в России плотностью населения и относительно высокой плотностью метеостанций, а также попадает в зону обзора допплеровских радиолокаторов и геостационарных спутников Meteosat (с доступным архивом данных за период с 2005 г.). Также ЦФО характеризуется существенной долей лесопокрытой территории (в среднем 39,9%, в северной части – свыше 50%), что позволяет получать информацию о ветровалах, вызванных шквалами и смерчами, по спутниковым данным. Все это обеспечивает условия для получения максимально полной базы данных о случаях КОЯП и взаимной верификации данных наземных, радиолокационных и спутниковых наблюдений.
Для территории ЦФО создана база данных о случаях КОЯП за период с 2001 г. по настоящее время, которая опубликована в открытом доступе на картографическом веб-сервисе (https://convective-storms.psu.ru/). Работа по созданию базы данных КОЯП для территории ЦФО ведется в соответствии с мировой практикой документирования случаев КОЯП, в том числе пропущенных метеостанциями (Groenemeijer et al., 2017). Важнейшим источником информации о случаях КОЯП становятся отчеты о нанесенном ущербе и наблюдения очевидцами самих явлений, имеющие географическую и временную привязку. Такие отчеты верифицируются по спутниковым и радиолокационным данным. В настоящее время в базу данных занесены сведения о 635 случаях КОЯП за период 2001-2013 гг., еще около 1500 записей проходят процедуру верификации.
При разработке интерфейса пользователя и функциональных возможностей картографического веб-сервиса используется стек технологий HTML5, CSS3, JavaScript. Для публикации пространственных данных о местоположении случаев КОЯП используется открытый картографический сервер GeoServer, а для их отображения в веб-приложении – JavaScript-библиотека Leaflet. Основой разработки пользовательского интерфейса является JavaScript-библиотека с открытым исходным кодом React, преимущества которой состоят в простоте создания и организации более быстрой работы приложения.
Основными функциональными возможностями сервиса являются просмотр на карте мест фиксации случаев КОЯП; фильтрация случаев по типу явления, диапазону дат, субъекту РФ, источнику данных, и получение детальной информации о каждом случае КОЯП и условиях его возникновения. Эта информация включает описание типа явления, источника информации, местоположения, даты и времени, продолжительности, интенсивности, причинённого ущерба (в т.ч. при наличии связи с внешними базами данных) и др. Для большинства случаев КОЯП доступны ссылки на сообщения в электронных СМИ, фото- и видеоматериалы, на которых представлены дополнительные сведения.
Также на сервисе реализована визуализация распределения случаев КОЯП в виде различных диаграмм, которые строятся по значениям атрибутивных характеристик - межгодового и внутригодового распределения, распределения по времени суток, по субъектам РФ, по типам фиксации явления, по характеристикам ущерба и пр.
При наличии соответствующих данных, для некоторых случаев КОЯП на сервисе доступны характеристики вызвавших их МКС, фрагменты спутниковых снимков Meteosat-8 или Terra/Aqua MODIS и анимации на основе данных Meteosat-8. Также для ряда случаев представлены значения диагностических переменных, полученные по данным систем реанализа ERA5 и CFS.

Исследование выполнено при поддержке гранта РФФИ № 20-35-70044а, РНФ № 18-77-10076-а и гранта Президента РФ для молодых ученых-кандидатов наук № MK 313.2020.5