Писаный (1195951), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При исследовании значений оценок качества прогнозов температуры по различным сезонам была обнаружена закономерность в поведении средней систематической погрешности. Согласно данным таблиц оценок качества прогнозов, построенных для многих пунктов наблюдения, существует взаимосвязь между значениями систематической погрешности и временем года, в течение которого производились прогнозы. В таблицах 6, 7 и 8 приведены значения оценок качества прогнозов для пункта наблюдения Чернышевск Забайкальского края. Как видно из таблиц, в осенний период средняя систематическая погрешность принимает положительные значения, а в период весны она принимает отрицательные значения.
Таблица 6
| Чернышевск: 52.533 с.ш. 117.000 в.д., ЗАБАЙКАЛЬСКОЕ УГМС | |||||
| Период | Осень 14,15,16 года | ||||
| Температура | N | E | Eabs | P3 | P5 |
| До -40 | 0 | - | - | - | - |
| От -40 до -30 | 36 | 4.6 | 5.2 | 28 | 56 |
| От -30 до -20 | 279 | 2.4 | 3.9 | 42 | 71 |
| От -20 до -15 | 243 | 2.0 | 4.2 | 33 | 70 |
| От -15 до -10 | 279 | 1.1 | 4.1 | 41 | 67 |
| От -10 до -5 | 162 | 0.6 | 3.6 | 51 | 72 |
| От -5 до 0 | 288 | 0.3 | 3.1 | 52 | 80 |
| От 0 до 5 | 324 | 0.2 | 2.8 | 59 | 89 |
| От 5 до 10 | 261 | -0.6 | 2.4 | 67 | 92 |
| От 10 | 243 | -1.0 | 2.4 | 68 | 91 |
Таблица 7
| Чернышевск: 52.533 с.ш. 117.000 в.д., ЗАБАЙКАЛЬСКОЕ УГМС | |||||
| Период | Зима 14,15,16 года | ||||
| Температура | N | E | Eabs | P3 | P5 |
| До -40 | 0 | - | - | - | - |
| От -40 до -30 | 324 | -0.0 | 4.2 | 44 | 66 |
| От -30 до -20 | 963 | -0.0 | 4.8 | 41 | 62 |
| От -20 до -15 | 135 | -0.8 | 4.3 | 47 | 67 |
| От -15 до -10 | 18 | -1.1 | 3.5 | 61 | 78 |
| От -10 до -5 | 0 | - | - | - | - |
| От -5 до 0 | 0 | - | - | - | - |
| От 0 до 5 | 0 | - | - | - | - |
| От 5 до 10 | 0 | - | - | - | - |
| От 10 | 0 | - | - | - | - |
Таблица 8
| Чернышевск: 52.533 с.ш. 117.000 в.д., ЗАБАЙКАЛЬСКОЕ УГМС | |||||
| Период | Весь 14,15,16 год | ||||
| Температура | N | E | Eabs | P3 | P5 |
| До -40 | 0 | - | - | - | - |
| От -40 до -30 | 0 | - | - | - | - |
| От -30 до -20 | 54 | -6.4 | 6.5 | 28 | 43 |
| От -20 до -15 | 99 | -3.1 | 5.0 | 35 | 60 |
| От -15 до -10 | 135 | -2.7 | 3.9 | 49 | 71 |
Продолжение таблицы 8
| От -10 до -5 | 162 | -1.7 | 3.6 | 48 | 78 |
| От -5 до 0 | 324 | -3.1 | 4.3 | 39 | 68 |
| От 0 до 5 | 468 | -1.2 | 3.0 | 58 | 83 |
| От 5 до 10 | 468 | -0.6 | 2.7 | 66 | 87 |
| От 10 | 900 | 0.0 | 2.5 | 66 | 86 |
Согласно таблице, построенной для зимнего периода, средняя систематическая погрешность при низких температурах зимой была близка к нулю в указанном пункте наблюдения. При этом значение средней абсолютной погрешности по величине превышает 4 градуса. Это говорит о том, что в течение зимы было произведено большое количество прогнозов с положительными и отрицательными значениями систематической погрешности, которые компенсировали друг друга. Исходя из поведения средней систематической погрешности в осенний и весенний периоды можно сделать предположение, что в начале зимы преобладали прогнозы с отрицательными значениями систематической погрешности, а к концу зимы – с положительными значениями.
Таким образом, установлено, что во многих пунктах наблюдения с наступлением зимы и понижением среднесуточной приземной температуры воздуха происходит превышение прогнозируемой температуры воздуха над фактической, а с потеплением и повышением температуры воздуха прогностические значения температуры меньше фактических. В то же время существуют пункты наблюдения, в которых по таблицам подтвердить подчинение этой закономерности не удалось, даже если подобное явление случается и в них. Это можно объяснить как недостаточной детализацией данных расчетов, так и природными факторами, вследствие которых прогнозы не подчиняются обнаруженной закономерности.
Суммируя вышесказанное, можно сделать вывод, что анализ значений средней систематической погрешности в осенний, зимний и весенний периоды года позволил выявить зависимость качества прогнозов приземной температуры от процессов, происходящих при смене времени года. Можно предположить, что численная модель неверно учитывает такие факторы, ведущий к охлаждению воздуха осенью и нагревания его весной, например:
- замерзание почвы;
- изменение показателя отражения солнечной радиации;
- изменение качества подстилающей поверхности.
Таким образом, при исследовании нанесенных на карту Дальнего Востока значений средней систематической погрешности по временам года и по интервалам среднесуточных фактических температур была выявлена закономерность в поведении прогностической температуры в течение года, заключающаяся в последовательном преобладании положительных значений систематической погрешности, свидетельствующем о завышении прогнозов температуры, а затем увеличении количества прогностических температур, которые были ниже фактически зафиксированных в пунктах наблюдения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Поставленные цели и задачи работы выполнены в полном объеме. Проведена разработка программного комплекса для анализа качества прогнозов приземной температуры воздуха. Разработанные инструменты протестированы на предоставленных архивах фактических и прогностических температур, проведен анализ качества прогнозов приземной температуры воздуха в различных температурных интервалах.
В ходе работы был разработан комплекс программных инструментов для анализа генерируемых на основе используемой в Вычислительном центре численной модели прогноза погоды архивов прогнозов и фактических значений приземной температуры воздуха в пунктах наблюдения Дальнего востока. В комплекс входят инструменты, предназначенные для:
- предварительной обработки и сохранения исходных архивов в базу данных, используемую другими инструментами для расчетов;
- отбор и систематизацию данных с последующими расчетами оценок запрограммированных оценок качества с последующим оформлением результатов в виде таблиц;
- нанесения на карту Дальнего Востока значений исследуемых оценок качества в координатах, соответствующих пунктам наблюдения, с использованием числовых обозначений и цветной шкалы и дополнительной возможностью отображения рельефа на карте.
В программах существует механизм настройки, позволяющий указать промежутки дат и интервалы среднесуточных температур, по которым требуется провести группировку результатов, а также пути к исходным данным и месту хранения результатов работы.
В результате исследования была выявлена закономерность в поведении качества прогнозов в зависимости от фактической среднесуточной температуры воздуха в пункте наблюдения в день прогноза. Обнаружено, что с понижением температуры воздуха увеличивается значение средней абсолютной погрешности прогноза, причем значение этой погрешности может достигать 10 градусов в интервалах среднесуточных температур от -30 до -20 градусов и ниже. Также с понижением температуры уменьшается значение оправдываемости прогнозов, которое достигает значений в 30% и ниже в том же интервале температур.











