14–15 июня Гисметео принимает участие в международном форуме «Погода. Климат. Вода». Ведущий метеоролог Леонид Старков выступил с докладом о новейших технологических возможностях прогнозирования опасных погодных явлений.

Грозы, шквалы, ливни и град относятся к разряду взрывных явлений погоды — они развиваются за несколько минут, существуют около получаса, воздействуют локально, и при этом наносят колоссальный ущерб. За примерами далеко ходить не надо. Разрушительный шквал 29 мая в Москве стал одним из самых резонансных явлений последнего времени.

Шквал — резкое кратковременное усиление ветра, нередко до 20–30 м/с, обычно в течение нескольких минут. Как правило, сильный шквал образуется в зонах активных холодных фронтов, где высокая термодинамическая неустойчивость атмосферы «подогревается» динамическим фактором. В результате влажный воздух в больших объемах устремляется вверх, остывает, становится тяжелым и далее, потеряв плавучесть, стремительно падает, образуя шквальный ворот у земли — вращательное движение воздуха с горизонтальной осью.

Сложность прогноза шквалов заключается в их малых пространственных размерах и коротком существовании. Большинство известных расчетных методов для прогноза шквалов используют анализ синоптического положения. Это дает некое предположение о том, что на территории такой-то области в такой-то временной интервал могут наблюдаться порывы ветра, например 15–20 м/с. Но детализировать явление удается лишь за несколько минут, в лучшем случае — за час, когда процесс уже пошел, и радары зафиксировали возникновение и развитие конвективных явлений.

Так было 29 мая в Москве. Штормовое предупреждение о порывах ветра до 17–22 м/с было выпущено в 12:25 по Москве, когда стихия уже начала бушевать на западе области. По причине несовершенства прогностических методов около 70 % прогнозов шквалов дают ложные тревоги. А реальные шквалы зачастую бывают пропущенными.

В Гисметео для прогноза шквалов разработаны два эффективных метода — краткосрочный и среднесрочный. Первый с высокой точностью рассчитывает максимальную силу ветра за 12–36 часов, другой — предупреждает за пять — семь суток. Оба метода с высокой успешностью спрогнозировали разрушительный шквал 29 мая в Москве.

Ниже показана прогностическая карта, где в узлах регулярной сетки точек представлены расчетные значения максимальных порывов ветра на 15–18 часов 29 мая. Оранжево-красным цветом залита область более 20 м/с, сиренево-фиолетовым — более 25 м/с, синим — более 30 м/с. Конфигурация области сильного и очень сильного ветра закономерно напоминает зону атмосферного фронта.

Фактические значения порывов ветра на метеостанциях Москвы и области в этот период приведены ниже. Результат говорит сам за себя. Важно отметить, что расчет составлен на исходных данных от 00:00 по Гринвичу 29 мая. Таким образом, еще накануне ночью с заблаговременностью 12 часов были получены данные о том, что в 15–18 часов порывы ветра могут достигать 33 м/с!

На схеме проиллюстрированы скриншоты с сайта Гисметео, где еще 24 мая были получены данные о том, что через пять дней (29 мая) ожидается сильный ветер. Каждый последующий прогноз подтверждал сильный ветер и уточнял его силу, что говорит о высокой надежности метода.

Представленные технологические продукты имеют высокое практическое значение, а их комплексное использование дает наилучший результат. Среднесрочный прогноз заблаговременно выполняет сигнальную функцию. Краткосрочный прогноз уточняет силу максимального ветра. Все это повышает возможности успешного прогнозирования и заблаговременного предупреждения населения, органов власти и специальных структур.

Нередко техногенные аварии и природные извержения сопровождаются выбросом разного рода веществ в атмосферу. Пример — извержение исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль в апреле 2010 года и авария на атомной станции «Фукусима» в марте 2011 года. Оба события сопровождались масштабными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу. Зная функцию источника и характеристики выброса, используемая в Гисметео трехмерная модель переноса строит траектории распространения загрязнений.

Пожароопасность — это способность растительности воспламеняться от природных и антропогенных факторов (засухи, грозовых разрядов, умышленного поджога и халатного поведения людей). Для оценки пожароопасности используется комплексный показатель горимости. Он рассчитывается по совокупности метеорологических параметров с учетом особенностей растительного ландшафта. Индекс разбит на пять классов по степени опасности. В Гисметео прогноз пожароопасности может быть представлен в виде карт, графиков и таблиц.

Наукастинг — это детальный сверхкраткосрочный прогноз — на ближайшие часы и минуты. Задачей наукастинга является получение как можно более точных данных начала, продолжительности и интенсивности явлений. В данном случае объектами наукастинга являются явления погоды, связанные с бурной конвекцией — грозы, град, ливни и шквалы. В качестве начальных данных прогноза используются наблюдения метеорологических радаров, геостационарных спутников и АМС. Для восполнения радиолокационного поля в неосвещенных местах применяется имитация радиолокационной отражаемости из мезомасштабной модели. Будущее положение зон конвективных явлений рассчитывается посредством экстраполяции и полей ветра из прогностических моделей. Новые данные подгружаются каждые 10 минут. Таким образом, рассчитанные поля содержат самую достоверную информацию о взрывных и скоротечных конвективных процессах. Малый временной шаг прогноза (10 минут) позволяет максимально детализировать местоположение конвективных ячеек. Легкая версия наукастинга конвективных явлений находится в открытом доступе и представлена в разделе «Радар» на сайте Гисметео. Таким образом, любой пользователь имеет наиболее полную и достоверную информацию о месте и времени грозной стихии.

Прогноз опасных явлений погоды на дорогах — наш новый полезный продукт. Технологические возможности позволяют с высокой успешностью прогнозировать такие сложные явления на дороге как роса, снежная каша, гололедица и гололед. В анализе задействовано множество сложных процедур, включая потоки тепла и фазовые переходы воды. Ключевым параметром является температура поверхности дороги. Прогноз составляется для различных типов покрытий: асфальта, бетона, гравия и песка. Расчет строится в узлах регулярной сетки точки с высоким пространственным и временным разрешением. Облегченная версия погоды на дорогах представлена на сайте Гисметео.