Введение
Глава 1. Построение и верификация прогностических ансамблей в мировых метеорологических центрах и в европейском консорциуме COSMO 11
1.1. Ансамбли и ансамблевый подход в гидрометеорологии 11
1.2. Обзор методов построения ансамблей в прогностической практике 14
1.2.1. Общие принципы 14
1.2.2. Возмущение начальных и граничных условий модели 16
1.2.3. Построение ансамблей за счет возмущения параметров модели...20
1.2.4. Изменение формулировки модели 20
1.3. Особенности ансамблевого подхода для кратких сроков и ограниченных территорий 21
1.4. Детерминистская и вероятностная верификация прогностических ансамблей 22
1.4.1. Общие сведения 22
1.4.2. Верификация ансамбля детерминистских прогнозов 25
1.4.3. Верификация вероятностных прогнозов 26
1.4.4. Оценки экономической эффективности 30
1.4.5. Особенности верификации мезомасштабных прогнозов 31
1.5. Методы, технологии и проекты консорциума COSMO1 в ансамблевом прогнозировании 32
1.5.1. Проект COSMO-SREPS 32
1.5.2. Проект COSMO-LEPS 33
1.5.3. Система COSMO-DE-EPS 33
1.6. Мезомасштабная прогностическая схема COSMO-RU для территории России 34
1.6.1. Консорциум COSMO и разрабатываемые им модели 34
1.6.2. Общее описание модели COSMO 35
1.6.3. Модель COSMO-RU 35
1.6.4. Дискретизация уравнений модели и применяемые численные методы 37
1.6.5. Начальные и граничные условия 39
1.6.6. Параметризация подсеточных процессов 40
Глава 2. Построение прогностических ансамблей на основе модели COSMO-RU 45
2.1. Принципы формирования ансамблей прогнозов 45
2.1.1. Выбор методов возмущения 45
2.1.2. Построение ансамбля, расчетные характеристики величин и методы оценки качества прогноза 46
2.2. Оценки внутриансамблевых разбросов для прогноза суммарной облачности и приземной температуры воздуха при вариациях параметров термических неоднородностей и турбулентности (первый вычислительный эксперимент) 48
2.2.1. Общие сведения 48
2.2.2. Общая облачность 49
2.2.3. Температура на уровне 2 м над поверхностью Земли 53
2.2.4. Выводы 58
2.3. Состав нового ансамбля 58
2.4. Оценки качества ансамблевого прогноза редких явлений при вариациях параметров термических неоднородностей и теплопереноса через пограничный слой 60
2.4.1. Описание явления 60
2.4.2. Вычислительный эксперимент 61
2.4.3. Выводы 70
2.5. Общие технологические характеристики прогностической схемы 71
2.6. Выводы 72
Глава 3. Численные эксперименты и верификация результатов. некоторые возможности увеличения качества ансамблевых прогнозов 73
3.1. Описание численных экспериментов с ансамблевой системой для базовых разностных схем 73
3.2. Качество прогнозов суммарной облачности: наилучшие и наихудшие случаи прогнозирования 74
3.3. Качество прогнозов 6-часовых сумм осадков: наилучшие и наихудшие случаи прогнозирования 79
3.4. Качество прогнозов приземной температуры воздуха: наилучшие и наихудшие случаи прогнозирования 93
3.5. Интерпретация результатов численных экспериментов 104
3.6. Возможности дальнейшего развития ансамблевой системы и базовой модели COSMO-RU 106
3.6.1. Масштаб моделирования. Изменение состава ансамбля и количества членов 106
3.6.2. Использование новых численных методов. Возможности подавления краевых шумов с помощью неявных схем с расщеплением.. 107
3.7. Выводы 113
Заключение 115
Литература
