О чем информируют карты мрл

О чем информируют карты мрл

Приобрести практические навыки анализа радиометеорологической информации.

Данные первичных измерений на МРЛ в ближней и дальней зонах (выдаются преподавателем).

Наблюдения с использованием МРЛ проводятся в определённые контрольные сроки (синоптические, сроки составления прогнозов на посадку воздушного судна, сроки регулярных и специальных наблюдений фактической погоды), а при наличии в радиусе 100-150 км опасных для авиации явлений погоды, связанных с кучево-дождевыми облаками, практически непрерывно. Форма и объём информации определяются сроком наблюдения, характером наблюдающихся явлений и расстоянием потребителя до пункта наблюдений. По данным МРЛ составляется карта-схема, информация с которой передаётся по связи заинтересованным организациям. При обнаружении опасных зон в радиусе 100 км такую карту составляют каждые 30 минут.

Радиолокационная информация наносится на специальный бланк Ф-2 (на бланке вычерчиваются контуры, аналогичные изображениям на экране МРЛ.), состоящий из двух частей: ближней и дальней зоны. В ближней зоне (радиус 40 км) наносится до четырёх вертикальных разрезов по азимутам, в направлении которых наблюдаются наиболее интенсивные очаги радиоэха. В верхней части бланка указывается дата, срок наблюдения (указывается Всемирное скоординированное время (ВСВ) и московское), период наблюдения (начало и конец наблюдений).

Условными обозначениями указываются зона и форма облачности, характеристики отражаемости, площади; цифрами в виде дроби указываются верхняя и нижняя границы облачности. Рядом со знаками грозы и ливня ставится цифра, соответствующая интенсивности радиоэха. Направление перемещения зоны указывается стрелкой, рядом с которой цифрами обозначается направление в градусах и скорость в км/ч. Эти значения повторяются в нижней части бланка.

Источник

Радиолокатор метеорологический

Принцип действия всех радиолокационных станций основан на использовании отражения (радиоэха) электромагнитных волн объектами наблюдения. Такое явление носит название радиоэхо, и для того, чтобы его обнаруживать, в конструкции каждого МРЛ обязательно имеются направленно и согласованно действующие радиопередатчик и высокочувствительный радиоприемник.

· разработаны методы идентификации смерчей и торнадо («сигнатуры торнадо» на картах радиальной скорости) и методы прогноза их перемещения,

· использование доплеровской фильтрации для исключения отражений от местных предметов,

· разработаны методы идентификации опасных сдвигов ветра и турбулентности в тропосфере,

В 70-е годы в СССР был разработан двухволновой (длина волны 3- и 10-см) радиолокатор МРЛ-5, который широко использовался не только в прогностической практике, но и в исследованиях измерения осадков двухволновым методом, и работах по градозащите при проведении активных воздействий с использованием двухволнового метода обнаружения града.

В конце 70-х годов прошлого века для управления радиолокатором и обработки полученной информации стали использоваться ЭВМ, р/л наблюдения стали автоматизированными. К Олимпиаде-80 в московском регионе была запущена первая отечественная радиолокационная сеть из трех радиолокаторов МРЛ-5 (Долгопрудный, Калуга, Рязань). Объединение информации трех радиолокаторов производилось на печатающем устройстве, а информация передавалась в Гидрометцентр СССР. В 1985 г. в Москве были проведены испытания первого комплекса АКСОПРИ, на основе которого была создана радиолокационная сеть «Московское кольцо», до настоящего времени обеспечивающая оперативные наблюдения в московском регионе.

После внедрения автоматизации радиолокационных метеорологических наблюдений и перехода на использование в конструкции ДМРЛ твердотельных модуляторов, цифровых приемников и когерентной обработки сигналов следующим значительным шагом стало внедрение поляризационных методов.

Объединение метеорологических радиолокаторов в сеть позволяет во многих случаях компенсировать ограничения радиолокационного метода метеонаблюдений: ослабление радиоизлучения в осадках, блокировка радиоизлучения естественными (рельеф, растительность) и искусственными (здания и сооружения) препятствиями в отдельных секторах, азимутальные направления с помехами, снижение разрешающей способности радиолокатора за счет расширения луча и увеличение высоты луча за счет кривизны Земли на больших дальностях.

Сегодня метеорологические радиолокационные сети созданы во всех развитых странах: в США сеть NEXRAD объединяет 156 доплеровских поляризационных радиолокаторов S-диапазона WSR-88D, в Европе в рамках международного проекта OPERA объединяются около 180 радиолокаторов различных производителей, работающих по разным программам наблюдений. Часть из них является доплеровскими и поляризационными. В Китае, Японии, Австралии радиолокаторы также объединены в национальные сети. Как правило, для объединения радиолокационной информации используются первичные данные наблюдений.

Основной выходной информацией радиолокационных метеорологических наблюдений является информация о местоположении, внутренней структуре, метеорологических характеристиках (тип метеоявления, интенсивность и фаза выпадающих осадков, верхней границе облачности, доплеровской скорости) полей облачности и осадков, а также наблюдения их перемещений и эволюции, дающая возможность сверхраткосрочного (до 1-3 часов) прогноза погоды.

Современные метеорологические радиолокаторы решают следующие важные задачи:

· идентификация и оценка интенсивности метеорологических явлений, связанных с облачностью и осадками, информационное обеспечение сверхкраткосрочного прогноза погоды,

· обеспечение р/л информацией численных моделей прогноза погоды для их инициализации и верификации.

В нашей стране диапазон 3,2 см традиционно широко использовался в метеорадиолокаторах серии МРЛ. В МРЛ-5 с антенной диаметром 4,5 м использование для зондирования излучения X-диапазона обеспечивает ширину луча 0,5° что особенно эффективно в зимних условиях с низкой облачностью.

Частотный диапазон С (длина волны 5,3 см) является разумным компромиссом в радиометеорологии между размерами антенны и ослаблением в осадках. В радиолокаторе ДМРЛ-С антенна диаметром 4,3 м обеспечивает ширину луча 0,95°.

Дальность радиолокационных наблюдений сегодня определяется не столько возможностями техники (метеопотенциалы однотипных радиолокаторов различных производителей примерно равны), сколько решаемыми задачами и естественными ограничениями. Радиолокационный луч, выпущенный под нулевым углом места, из-за кривизны Земли на дальностях свыше 100 км отрывается от поверхности Земли на более чем 600 м. На дальностях более 250 км радиолокатор может обнаруживать только верхушки мощных облаков и использоваться для раннего штормооповещения.

Обзорные метеолокаторы (например, сеть NEXRAD в США) имеют луч шириной 1°, и проводят наблюдения на большой территории (до 460 км по дальности) в цикле наблюдений длительностью от 4,5 до 10 минут в зависимости от выбранного режима, который выбирает дежурный специалист регионального офиса Национальной метеослужбы. Обзорные метеорологические радиолокаторы в США, Индии, странах Юго-Восточной Азии проводят р/л наблюдения на океанском побережье с целью раннего обнаружения тропических циклонов.

Специализированные доплеровские радиолокаторы TDWR С-диапазона (США, Гонконг, Китай) устанавливаются в аэропортах для обнаружения опасных микропорывов и сдвигов ветра на малых высотах и имеют более узкий луч 0.5° и радиальное разрешение 150 м. Высокое пространственное разрешение (по углу) обеспечивается на дальностях до

90 км от места установки из-за естественного уширения и подъема луча над поверхностью земли с расстоянием.

Кроме того, радиоизлучение на длине волны 5 см (С-диапазон) испытывает заметное ослабление в осадках по сравнению с 10-см диапазоном у радиолокаторов NEXRAD.

В передвижных метеорологических радиолокаторах, где ограничены размеры антенны (авиационных, автомобильных), для зондирования используют длину волны 3,2 см.

Таким образом, используемые в разных странах метеорологические радиолокаторы различаются не только используемой длиной волны. МРЛ производят наблюдения в разных режимах с разной длительностью циклов. Для метеорологической обработки данных наблюдений используется различное программное обеспечение, отличающееся выходными продуктами. Также отличаются выбор углов и программы сканирования облачной атмосферы.

Источник

Методика получения первичной информации с помощью МРЛ

После подготовки МР Л к наблюдениям и записи измеренных параметров в журнал получения дополнительной информации, выполнения расчетов критериев грозоопасности и принятия решения о методике работы дежурная смена, состоящая из двух человек, должна приступить к получению первичной информации. Объем этой информации,’ а также порядок ее получения будет различен для теплого, переходного и холодного периодов года.

Рекомендуется следующая последовательность съема первичных данных: обзор общих картин распределения радиоэха в радиусе обзора МРЛ под оптимальным углом

Когда на ИКО МРЛ в данный срок наблюдений могут одновременно наблюдаться две, соседствующие или граничащие одна с другой, зоны с осадками разного фазового состояния, то решение принимается по условиям, существующим в приближающейся к аэропорту зоне радиоэха облаков и осадков. При про ведении наблюдений, получении первичных данных и анализе информации следует cтpoгo соблюдать общий принцип: в первую очередь необходимо выявить в РКО зоны стихийных явлений (смерч, шквал >25 м/с, град с грозой), затем остальные опасные явления (ОЯ).

При наличии нескольких изотерм. (особенно в переходный период) определяющей для принятия решения является:

Для получения первичных данных вся зона радиолокационного обзора делится на две части:

В ближней зоне обзор пространства осуществляется при качании (сканировании) антенны в вертикальной плоскости в разных направлениях от МРЛ (азимутах), используя для наблюдений вертикальных разрезов метеообъектов и измерений их радиолокационных характеристик ИДВ шаблоны, накладываемые на экран ИДВ. Рабочим масштабом ИДВ является масштаб 20/40 км (на МРЛ-l и МРЛ-2) или 25/50 км (на МРЛ-5).

В дальней зоне пространство просматривается на индикаторе ИКО при последовательных круговых обзорах под разными углами возвышения антенны с использованием шаблонов, накладываемых на экран ИКО. Рабочим масштабом ИКО является масштаб 300 км во все периоды года и сроки наблюдений.

Ознакомление с радиометеообстановкой заключается в том, что оператор просматривает на ИКО обозреваемое антенной МР Л пространство, включив масштаб 300 км и режим работы «вращение». При минимальном рабочем угле возвышения Е = о. 0,5° для обнаружения зон осадков, нижняя граница радиоэха которых достигает земной поверхности; при Е = 5 и 10° для обнаружения развивающихся или развитых еь, а также приподнятого радиоэха.

При осмотре пространства на ИКО оператор должен уделять внимание не только дальней, но в первую очередь ближней зоне.

Определение поля высот радиоэха производится путем последовательных измерений величин Hj (км) В каждом квадрате пространства, занятого радиоэхом, размером 30 х 30 км. Для определения Нмакс измеряются максимальные углы возвышения антенны Ej в центре каждого квадрата, при которых отмечается момент первоначального появления радиоэха при движении антенны сверху вниз при последовательном уменьшении угла возвышения антенны на 1 о.

Для получения картины распределения величины 19 Z на одном из уровней применяется способ измерения величин Р пpIP о при разных углах возвышения антенны Ej и различной дальности rj. На экран ИКО накладывается специальный шаблон с координатной сеткой, с контурами равных значений rj и значениями углов возвышения антенны, относящихся к площадям между соседними контурами rj. При вращении антенны последовательно устанавливаются величины углов Ej, нанесенные на шаблон, и осуществляется измерения Р пpIP о В квадратах. Измерение величин Р пpIP о осуществляется с помощью системы изоэхо на ИКО следующим образом:

— устанавливается Ej, указанный на шаблоне;

— устанавливается такой уровень изоэха, при котором на экране ИКО исчезает радиоэхо;

— последовательно снижается уровень изоэха через 6 ДЕ и в каждом квадрате отмечается величина уровня в децибелах, при котором появляется радиоэхо.

Получение картин вертикальных разрезов радиоэха облаков производится в масштабе 20/40 км для МРЛ-l, МРЛ-2 или в масштабе 25/50 км МРЛ-5. При этом:

— на ИКО выбираются азимуты разрезов и устанавливаются на ИДВ масштаб развертки М: 20/40 км или М: 25/50 км;

— устанавливается один из выбранных азимутов; _

— включается режим «сканирования» антенны, который обеспечивает

Интересующая нас картина наблюдается на ИДВ. Съем вертикальных разрезов радиоэха производится срисовыванием с экрана ИДВ на бланк в определенном порядке:

-если в каких-либо квадратах радиоэхо отсутствует, заполнение азимутов на бланках не производится, делается запись «радиоэха нет»;

Возможен и способ факсимильного изображения контура радиоэха на шаблоне.

Измерение границ облаков может быть произведено только за пределами «мертвой» зоны МР Л, протяженность которой изменяется от 1 до 4 км.

для измерения верхней границы радиоэха следует выбирать наиболее высокие области радиоэха и определять их высоту. Высота РКО, если его верхняя граница замаскирована облаками верхнего или среднего яруса, определяется на удалении, где отмечается зона максимальной отражаемости.

В случае, когда нижняя граница принципиально определима, большую точность определения границ, чем на ИДВ, обеспечивает способ наклонного зондирования.

При наличии радиоэха слоисто-дождевой облачности его верхняя граница часто резко убывает с расстоянием. В этом случае верхняя граница измеряется по ближайшей к левому краю экрана самым высоким точкам за пределами «мертвой» зоны и распределяется на всю зону радиоэха.

Работа МР Л в режиме штормоповещения.

Штат МР Л обязан начать работу в режиме штормоповещения в следующих ситуациях:

— если в процессе выполнения программы наблюдений будет обнаружено в радиусе 180 км радиоэхо кучевообразных облаков с величиной отражаемости на уровне Нз 19 ZЗ

1,2, а в случае отсутствия отраженных сигналов на уровне НЗ РКО с отражаемостью 19 Z2

1,8; в тех районах, где установлено, что 19 ZЗ минR =2, начало работы в режиме «шторм» начинается с 19 ZЗ

— если скорость перемещения радиоэха превосходит 65 км/ч (18 м/с); если к зоне аэропорта перемещается один или несколько очагов РКО, пересечение траектории которых ожидается в районе аэропорта;

— если отмечается интенсивность осадков в РКО, превышающая 25 мм/ч в радиусе 90 км.

Скорость и направление перемещения локальных ячеек и облачных систем.

При разработке краткосрочного прогноза погоды для определения времени начала осадков или опасных явлений в пункте необходимо знание характеристик движения радиоэха. Прогнозирование перемещения зон радиоэха возможно путем: экстраполяции движения переднего края или центра тяжести мезомасштабной площади радиоэха, основанный на фактических данных об их положении в предшествующие моменты времени; использование корреляционных связей, детерминированных признаков и правил с привлечением аэросиноптической информации о Пеле ветра в интересуемом районе.

Возможны ситуации, когда определение параметров движения радиоэха облаков и их систем затруднено. Случаи следующие:

— зона радиоэха симметрична относительно центра экрана ИКО и нет твердой уверенности в том, что видимая граница радиоэха является границей облачной системы;

— невозможно определить границы облачной системы, при внутримассовой конвекции. В этом случае возможно измерение скорости и направления движения отдельных зон РКО;

— облачное поле целиком состоит из слоистообразной облачности одного или нескольких ярусов, при этом заведомо известно, что эффективный радиус обнаружения любой из форм облачности много меньше действительной горизонтальной протяженности облачных систем таких облаков.

Рекомендуется следующая очередность операций при определении

направления и скорости перемещения радиоэха облачного поля.

проводится перпендикуляр к переднему краю радиоэха или его оси, если радиоэхо в виде линии.

по перпендикуляру отмечается азимут движения радиоэха ПСМ с точностью до ближайших 100 относительно севера (куда движется). скорость вычисляется по формуле f1 = 60 (11/ дt1) (км/ч).

в срок tз вновь проводится контур радиоэха и отмечается время его получения. Уточняется направление движения по перпендикуляру к переднему краю контура радиоэха ПСМ и смещение.

Рассчитывается скорость f2 = 60 (12/ дt2)’

Рекомендуется соблюдать следующую очередность операций при определении скорости и направлении движения мезомасштабных элементов радиоэха.

На ИКО устанавливается рабочий масштаб 100 или 150 км в зависимости от удаления мезомасштабных зон радиоэха от пункта МРЛ.

отмечаются геометрические центры оконтуренных элементов радиоэха или групп ячеек радиоэха.

Направление движения каждого оконтуренного элемента радиоэха отмечается по вектору направления относительно севера с точностью до 100.

Скорость вычисляется по формуле [\ = 60 (1\/L\t\).

путем пространственного осреднения значений скорости определяется для нескольких мезомасштабных радиоэха. Пространственное осреднение для направления не допускается.

По скоростям, вычисленным в самый последний срок наблюдения, уточняется время прихода осадков в пункт.

Источник

Радиолокатор метеорологический

Принцип действия всех радиолокационных станций основан на использовании отражения (радиоэха) электромагнитных волн объектами наблюдения. Такое явление носит название радиоэхо, и для того, чтобы его обнаруживать, в конструкции каждого МРЛ обязательно имеются направленно и согласованно действующие радиопередатчик и высокочувствительный радиоприемник.

· разработаны методы идентификации смерчей и торнадо («сигнатуры торнадо» на картах радиальной скорости) и методы прогноза их перемещения,

· использование доплеровской фильтрации для исключения отражений от местных предметов,

· разработаны методы идентификации опасных сдвигов ветра и турбулентности в тропосфере,

В 70-е годы в СССР был разработан двухволновой (длина волны 3- и 10-см) радиолокатор МРЛ-5, который широко использовался не только в прогностической практике, но и в исследованиях измерения осадков двухволновым методом, и работах по градозащите при проведении активных воздействий с использованием двухволнового метода обнаружения града.

В конце 70-х годов прошлого века для управления радиолокатором и обработки полученной информации стали использоваться ЭВМ, р/л наблюдения стали автоматизированными. К Олимпиаде-80 в московском регионе была запущена первая отечественная радиолокационная сеть из трех радиолокаторов МРЛ-5 (Долгопрудный, Калуга, Рязань). Объединение информации трех радиолокаторов производилось на печатающем устройстве, а информация передавалась в Гидрометцентр СССР. В 1985 г. в Москве были проведены испытания первого комплекса АКСОПРИ, на основе которого была создана радиолокационная сеть «Московское кольцо», до настоящего времени обеспечивающая оперативные наблюдения в московском регионе.

После внедрения автоматизации радиолокационных метеорологических наблюдений и перехода на использование в конструкции ДМРЛ твердотельных модуляторов, цифровых приемников и когерентной обработки сигналов следующим значительным шагом стало внедрение поляризационных методов.

Объединение метеорологических радиолокаторов в сеть позволяет во многих случаях компенсировать ограничения радиолокационного метода метеонаблюдений: ослабление радиоизлучения в осадках, блокировка радиоизлучения естественными (рельеф, растительность) и искусственными (здания и сооружения) препятствиями в отдельных секторах, азимутальные направления с помехами, снижение разрешающей способности радиолокатора за счет расширения луча и увеличение высоты луча за счет кривизны Земли на больших дальностях.

Сегодня метеорологические радиолокационные сети созданы во всех развитых странах: в США сеть NEXRAD объединяет 156 доплеровских поляризационных радиолокаторов S-диапазона WSR-88D, в Европе в рамках международного проекта OPERA объединяются около 180 радиолокаторов различных производителей, работающих по разным программам наблюдений. Часть из них является доплеровскими и поляризационными. В Китае, Японии, Австралии радиолокаторы также объединены в национальные сети. Как правило, для объединения радиолокационной информации используются первичные данные наблюдений.

Основной выходной информацией радиолокационных метеорологических наблюдений является информация о местоположении, внутренней структуре, метеорологических характеристиках (тип метеоявления, интенсивность и фаза выпадающих осадков, верхней границе облачности, доплеровской скорости) полей облачности и осадков, а также наблюдения их перемещений и эволюции, дающая возможность сверхраткосрочного (до 1-3 часов) прогноза погоды.

Современные метеорологические радиолокаторы решают следующие важные задачи:

· идентификация и оценка интенсивности метеорологических явлений, связанных с облачностью и осадками, информационное обеспечение сверхкраткосрочного прогноза погоды,

· обеспечение р/л информацией численных моделей прогноза погоды для их инициализации и верификации.

В нашей стране диапазон 3,2 см традиционно широко использовался в метеорадиолокаторах серии МРЛ. В МРЛ-5 с антенной диаметром 4,5 м использование для зондирования излучения X-диапазона обеспечивает ширину луча 0,5° что особенно эффективно в зимних условиях с низкой облачностью.

Частотный диапазон С (длина волны 5,3 см) является разумным компромиссом в радиометеорологии между размерами антенны и ослаблением в осадках. В радиолокаторе ДМРЛ-С антенна диаметром 4,3 м обеспечивает ширину луча 0,95°.

Дальность радиолокационных наблюдений сегодня определяется не столько возможностями техники (метеопотенциалы однотипных радиолокаторов различных производителей примерно равны), сколько решаемыми задачами и естественными ограничениями. Радиолокационный луч, выпущенный под нулевым углом места, из-за кривизны Земли на дальностях свыше 100 км отрывается от поверхности Земли на более чем 600 м. На дальностях более 250 км радиолокатор может обнаруживать только верхушки мощных облаков и использоваться для раннего штормооповещения.

Обзорные метеолокаторы (например, сеть NEXRAD в США) имеют луч шириной 1°, и проводят наблюдения на большой территории (до 460 км по дальности) в цикле наблюдений длительностью от 4,5 до 10 минут в зависимости от выбранного режима, который выбирает дежурный специалист регионального офиса Национальной метеослужбы. Обзорные метеорологические радиолокаторы в США, Индии, странах Юго-Восточной Азии проводят р/л наблюдения на океанском побережье с целью раннего обнаружения тропических циклонов.

Специализированные доплеровские радиолокаторы TDWR С-диапазона (США, Гонконг, Китай) устанавливаются в аэропортах для обнаружения опасных микропорывов и сдвигов ветра на малых высотах и имеют более узкий луч 0.5° и радиальное разрешение 150 м. Высокое пространственное разрешение (по углу) обеспечивается на дальностях до

90 км от места установки из-за естественного уширения и подъема луча над поверхностью земли с расстоянием.

Кроме того, радиоизлучение на длине волны 5 см (С-диапазон) испытывает заметное ослабление в осадках по сравнению с 10-см диапазоном у радиолокаторов NEXRAD.

В передвижных метеорологических радиолокаторах, где ограничены размеры антенны (авиационных, автомобильных), для зондирования используют длину волны 3,2 см.

Таким образом, используемые в разных странах метеорологические радиолокаторы различаются не только используемой длиной волны. МРЛ производят наблюдения в разных режимах с разной длительностью циклов. Для метеорологической обработки данных наблюдений используется различное программное обеспечение, отличающееся выходными продуктами. Также отличаются выбор углов и программы сканирования облачной атмосферы.

Источник

О чем информируют карты мрл

Об актуальных изменениях в КС узнаете, став участником программы, разработанной совместно с АО «Сбербанк-АСТ». Слушателям, успешно освоившим программу выдаются удостоверения установленного образца.

Программа разработана совместно с АО «Сбербанк-АСТ». Слушателям, успешно освоившим программу, выдаются удостоверения установленного образца.

Обзор документа

Инструкция для оперативно-прогностических и авиаметподразделений Росгидромета по использованию информации ДМРЛ в синоптической практике (утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 18 августа 2016 г.)

Список сокращений

1. Введение

Инструкция предназначена для прогностических подразделений Росгидромета, использующих в своей оперативной работе радиолокационную метеорологическую информацию, полученную с помощью ДМРЛ.

Документ дает краткое описание информационной продукции ДМРЛ, возможностей ее применения в анализе синоптической обстановки, разработке краткосрочных, сверхкраткосрочных прогнозов погоды и штормовых предупреждений. Подробное описание технических характеристик ДМРЛ, последовательности проведения радиолокационных наблюдений, получения первичной информации и вторичных продуктов ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010» содержится в [1].

Инструкция разработана сотрудниками ФГБУ «ЦАО», ФГБУ «Гидрометеорологический центр РФ», ФГБУ «ГАМЦ Росгидромета», ФГБУ «Авиаметтелеком Росгидромета», ФГБУ «ГГО», на основе результатов выполнения научно-исследовательских работ и накопленного производственного опыта.

Инструкция рекомендуется специалистам отделов метеорологических прогнозов погоды ЦГМС, УГМС, НИУ Росгидромета, АМСГ, АМЦ, ЗАМЦ, ГАМЦ Росгидромета.

Замечания и предложения по содержанию Инструкции просим направлять на адрес электронной почты: dmrl@list.ru.

2. Основные метеорологические продукты ДМРЛ, их представление в различных источниках и рекомендации по их использованию в синоптической практике

Детальный анализ синоптической обстановки предполагает использование метеорологом, выполняющим данную работу, всего комплекса доступных средств наблюдений и расчетных данных, получаемых на основе этих наблюдений, в том числе и радиолокационных данных. Создание современной радиолокационной сети Росгидромета на базе доплеровских метеорологических радиолокаторов с двойной поляризацией ДМРЛ-С дает в руки метеорологу уникальный по своим возможностям инструмент.

Радиолокаторы ДМРЛ предназначены для проведения круглосуточных наблюдений в составе единой наблюдательной сети Росгидромета с использованием единого программного обеспечения. Для сбора данных наблюдений, контроля и управления все радиолокаторы ДМРЛ подключаются к скоростной сети передачи данных Росгидромета.

В каждом обзоре радиолокатор последовательно проводит азимутальные круговые сканирования атмосферы под несколькими углами места антенны. В результате, в каждом обзоре радиолокационная информация об облачности и осадках собирается с нескольких конических сечений в объемном файле первичных данных. Каждому элементу разрешения радиолокационных данных в объемном файле соответствуют координаты: дальность, азимут и угол места (коническое сечение). Дальнейшая компьютерная обработка позволяет построить по набору первичных радиолокационных данных трехмерную модель облачной атмосферы в зоне радиолокационного обзора: до 250 км по дальности от ДМРЛ и до 20 км по высоте от поверхности Земли.

Специально для ДМРЛ разработано программное обеспечение вторичной обработки радиолокационной информации (ПО ВОИ) «ГИМЕТ-2010», обеспечивающее получение метеорологических радиолокационных продуктов.

Отображение радиолокационной информации ДМРЛ в метеорологических подразделениях может быть организовано с помощью доступа к УУВК рядом установленного локатора, к выносному АП отдельного ДМРЛ, к разработанной и поддерживаемой ЦАО системе объединенной радиолокационной информации Веб-ГИС «Метеорад» [2], а также с помощью программного комплекса «Метеоячейка» рабочей станции метеорологической автоматизированной радиолокационной сети «МАРС» и программного комплекса «ГИС Метео».

2.1. Представление информации ДМРЛ на УВК и АП

При работе с информацией ДМРЛ на УУВК (с программой UVK) или АП (с программой UVKAbon) специалист-метеоролог метеоподразделения (далее по тексту: синоптик) получает доступ ко всему комплекту информации данного локатора. В обоих случаях для отображения информации используется ПО «ГИМЕТ-2010», описание интерфейса которого приведено в [3].

Для оптимального использования информации ДМРЛ необходимо выполнение следующих действий:

— приземной температуры воздуха, получаемой каждые 3 часа по данным ближайшей к ДМРЛ наземной метеорологической станции;

— периода года (теплый, переходный, холодный), определяемого по значениям приземной температуры ( ) и высоты нулевой изотермы Н0°С. К теплому периоду относятся все случаи с: °С и Н0°С>0,5 км; холодным считается период, когда °С и км; в остальных случаях период года идентифицируется как переходный. При этом в качестве Н0°С выбирается высота самой высокой нулевой изотермы, если их наблюдается несколько.

В случае обнаружения ошибок в данных метеоролог должен сообщить об ошибках в НТЦР ДМРЛ ЦАО (эл. почта: dmrl@list.ru. тел.: (495) 408-6113, (495) 408-7719), т.к. использование некорректных данных может привести к неправильной автоматической идентификации метеоявлений.

Работа синоптика с радиолокационными данными осуществляется через интерфейс ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010», где ему доступны следующие продукты в виде карт [1]:

5. Высоты верхней границы облачности (Нвго), определяемой как верхняя граница радиоэха по пороговому значению р/л отражаемости минус 5 dBZ;

7. Метеоявлений, перечень которых приведен ниже;

Кроме перечисленных карт в распоряжении синоптика имеются также следующие продукты ДМРЛ:

18. Вектор перемещения облаков и осадков, начинающийся в месте расположения ДМРЛ и указывающий направление перемещения поля облачности в зоне ДМРЛ; длина вектора соответствует пути переноса поля облачности за 1 час;

Следует отметить, что продукты ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010» вышеназванных позиций 13-16 до настоящего времени, в силу сложности получения объективной эталонной информации об этих характеристиках, не прошли достаточную проверку и носят информативный характер.

Список метеоявлений, отображаемых на одноименной карте, определен приказом Росгидромета № 95 от 21.06.2004 г. [4]. Согласно этому списку, продукты всех автоматизированных радиолокационных комплексов (в т.ч. ДМРЛ) представлены следующими явлениями:

— облачность верхнего и среднего яруса;

— осадки (обложные) в трех градациях интенсивности: слабые, умеренные, сильные;

— ливневые осадки в трех градациях интенсивности: слабые, умеренные, сильные;

— грозы с вероятностью 30-70%, с обозначением (R);

— грозы с вероятностью 71-90%, с обозначением R);

— грозы с вероятностью более 90%, с обозначением R;

— грозы с градом интенсивностью: слабый, умеренный, сильный;

— грозы со шквалами интенсивностью: слабыми, умеренными, сильными;

2.2. Представление информации сети ДМРЛ на Веб-ГИС «Метеорад»

Практика использования радиолокационных данных показала, что информативность данных ДМРЛ (МРЛ) многократно возрастает при объединении данных радиолокаторов и построении композитных карт. При этом появляется возможность оперативного слежения за развитием процессов синоптического масштаба (циклоны, атмосферные фронты, линии шквалов, зоны осадков) и перемещением данных объектов с периодом обновления информации 10 мин. Использование объединенных карт позволяет уточнять краткосрочные прогнозы погоды и увеличивать заблаговременность составления штормовых предупреждений.

Разработанная в ФГБУ «ЦАО» Веб-ГИС «Метеорад» обеспечивает отображение на рабочем месте специалиста, подключенном к сети Интернет, на единой картографической основе метеорологической радиолокационной информации, полученной от всех введенных в эксплуатацию и прошедших метеорологическую адаптацию ДМРЛ сети Росгидромета, с возможностью изменения масштаба отображения карт (от территории РФ до зоны обзора отдельного ДМРЛ). В Веб-ГИС для отображения используется наклонная стереографическая проекция.

Полный доступ к Веб-ГИС «Метеорад» предоставляется зарегистрированным пользователям. Для этого организациям, подчиненным Росгидромету, необходимо обратиться в ФГБУ «ЦАО» с официальным письмом о предоставлении доступа (пароля), после чего синоптик получает возможность:

— отображать карты следующих р/л характеристик: метеоявлений, высоты верхней границы облачности, интенсивности осадков как отдельных ДМРЛ, карты которых доступны за последние 24 ч, так и объединенной карты сети локаторов, полученной в режиме реального времени с разрешением км;

— просматривать архивы объединенных карт сети ДМРЛ, начиная с 01.09.2014 г.;

— определять значения географических координат и характеристик под курсором;

— измерять расстояния между пунктами на карте;

— дополнять радиолокационную информацию грозопеленгационной, получая комплексные карты с указанием координат молниевых разрядов по данным следующих ГПС: «АЛВЕС» (ГГО), Вайсала-Нальчик LS 8000 (ВГИ и НИЦ «Планета»), WWLLN (США), и GLD360 (фирма Вайсала) (рис. 1);

— просматривать анимационную карту метеоявлений с отметками грозопеленгаторов за последние 3 часа по ЕТР.

2.3. Представление информации ДМРЛ на PC «Марс» и ПК «ГИС Метео»

Информация ДМРЛ, как и АМРК, входящих в наблюдательную сеть Росгидромета, передаваемая по сети АСПД в коде BUFR с пространственным разрешением км, может отображаться в рабочей станции «МАРС», производства ЗАО «ИРАМ», широко используемой авиационными метеорологами, а также в используемом в оперативных подразделениях Росгидромета ПК «ГИС Метео», производства НПЦ «МЭП МЕЙКЕР», при наличии в установленной версии компоненты «Радар».

В PC «МАРС» отображаются объединённые карты радиолокационных характеристик облачной атмосферы, ведется оперативный архив. Имеется возможность изменять масштаб отображения, получать координаты и цифровые значения параметров в точке под курсором, провести вертикальный разрез поля р/л отражаемости по выбранному направлению.

В ПК «ГИС Метео» с установленной компонентой «Радар» доступны следующие объединенные радиолокационные карты:

— метеоявления и тип облачности;

— высота верхней границы радиоэха;

— интенсивность и суммы осадков за 1, 3, 6, 12, 24 ч.;

Эту информацию можно накладывать на другие карты: приземную наноску с синоптическим анализом, поля геопотенциала, построенные по аэрологическим данным, данные наземных наблюдений на МС, передаваемых в коде КН-01 и др. изменять масштаб отображения.

2.4. Особенности использования доплеровской информации ДМРЛ для анализа синоптической ситуации

Функциональные возможности ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010» позволяют отображать карты распределения радиолокационных характеристик в виде горизонтальных сечений на уровнях от 1 до 15 км с шагом в 1 км (с учетом осреднений данных с шагом 100 м). Таким образом, у метеоролога появляется возможность определить скорость горизонтального переноса на любом из перечисленных уровней, где существует облачность и/или осадки.

С помощью области нулевых значений скоростей можно определить среднее направление движения совокупности гидрометеоров. Для этого необходимо через область максимальных скоростей провести прямую, перпендикулярную линии нулевых скоростей. Она будет являться указателем направления движения потока гидрометеоров в облаке (рис. 2). Этот метод обеспечивает наилучшие результаты в случае слоистообразной облачности и устойчивого воздушного потока [9, 12], которые обычно реализуются при средних скоростях более 10 м/с. В условиях развития конвективной внутримассовой облачности, в силу усложнения схемы воздушных потоков, данный метод работает хуже.

Рисунок 2. Пример карты пространственного распределения на высоте 2 км по данным ДМРЛ «Архангельск» 29.10.2014 01:52 ВСВ.

Ориентация линии нулевых скоростей и зон максимальных значений в слое дает представление о степени горизонтальной однородности потока, скорости и направлении его перемещения.

Информация о сходимости (конвергенции) и расходимости (дивергенции) воздушного потока используется в авиационной и синоптической метеорологии как фактор, соответственно, возникновения и развития или размывания облачных образований. Привлечение данных о радиальной компоненте доплеровской скорости гидрометеоров позволяет уточнять положение барических образований и атмосферных фронтов в зоне расположения ДМРЛ значительно чаще, чем это возможно с помощью синоптических карт, а именно, каждые 10 минут.

На основании анализа данных ДМРЛ о распределении радиальной составляющей скорости гидрометеоров (по всем просматриваемым высотам за один срок) можно определить адвекцию тепла или холода. Изменение направления потока с высотой в правую сторону (правый поворот ветра с высотой) свидетельствует об адвекции тепла над местом расположения ДМРЛ. Подобная адвекция наблюдается при прохождении теплых фронтов, сопровождающихся обширными полями облачности (в зимний и переходный периоды), и хорошо прослеживается в зоне обзора ДМРЛ. Аналогично, адвекцию холода можно проследить по левому повороту потока (ветра) с высотой. Но адвекция холода, как правило, наблюдается в тыловых частях циклонов и ложбин и сопровождается разрозненной кучево-дождевой облачностью. Поэтому отследить этот процесс по данным ДМРЛ значительно труднее.

Рисунок 4. Примеры синоптических ситуаций с наблюдаемой дивергенцией и конвергенцией воздушного потока в районе ДМРЛ-С: (а) карта распределения на высоте 1 км 17.10.14 за 15:03 ВСВ в районе ДМРЛ «Ижевск»; (б) карта распределения на высоте 3 км 26.10.2014 за 06:03 ВСВ в районе ДМРЛ «Архангельск»; (в) карта абсолютной топографии изобарической поверхности 925 гПа 17.10.2014 за 12:00 ВСВ в районе г. Ижевск; (г) карта абсолютной топографии изобарической поверхности 700 гПа 26.10.2014 за 00:00 ВСВ в районе г. Архангельск.

Для центральных частей малоактивных циклонов характерно квази-хаотичное распределение радиальных составляющих скоростей гидрометеоров. В этих случаях поток направлен к центру циклона с нескольких направлений одновременно.

Если при последующих обзорах ДМРЛ появляется возможность определять генеральное направление движения гидрометеоров, а скорость их движения при этом усиливается, это является надежным признаком того, что центральная часть циклона, ложбины, седловины удалилась от пункта наблюдения (места расположения ДМРЛ), и погода стала определяться периферийной частью барического образования.

В подобных случаях по изменению направления воздушного потока можно определить направление смещения центра барического образования, например:

— установившийся юго-западный поток после хаотичного распределения скоростей свидетельствует о том, что центр циклона (или ось ложбины) сместился в северном, северо- западном направлении;

— установившийся поток западного, северо-западного направления является показатем того, что циклон сместился в восточном направлении;

— установившийся поток северного, северо-восточного направления указывает на смещение центральной части циклона в южном направлении. Поворот воздушного потока в дальнейшем к северо-западному указывает на смещение центральной части циклона в юго-восточном направлении;

— установившийся южный, юго-восточный поток свидетельствует о смещении центра циклона в северном, северо-западном направлении.

Подобным образом, по характеру воздушного потока (переход от хаотического движения гидрометеоров в облачной массе к направленному) и изменению его направления, можно судить и о смещении барических ложбин и других барических образований циклонического характера, расположенных в северном полушарии. На их основании может быть получен краткосрочный прогноз о перемещении зон опасных явлений погоды, связанных с кучево-дождевой облачностью.

3. Использование информации ДМРЛ для анализа метеоусловий и подготовки прогнозов погоды и штормовых предупреждений

Успешное использование данных сети ДМРЛ для анализа синоптической обстановки и разработки прогнозов погоды должно осуществляться синоптиком в составе всего комплекса доступной фактической и прогностической метеорологической информации: синоптической, аэрологической, спутниковой.

При уточнении анализа синоптической обстановки, выполненного с использованием аэросиноптических материалов и спутниковых данных, необходимо использовать следующую радиолокационную метеорологическую информацию:

— о наличии и местоположении зон облачности, осадков и метеоявлений на композитных картах с детализацией по данным ближайшего локатора на УУВК или АП;

— о структуре обнаруженной облачности и ее верхней границы с использованием соответствующей карты и вертикальных разрезов по нескольким направлениям;

— о скорости перемещения зон радиоэха облаков, осадков, метеоявлений (ливни, грозы, шквалы и др.);

— о времени начала и продолжительности периодов выпадения осадков во фронтальных системах, а также их интенсивности для конкретного пункта наблюдений или территории;

— о тенденции эволюции метеорологических объектов (фазы: развитие, затухание, сохранение), при внутримассовых и фронтальных процессах.

Оптимальный результат при использовании радиолокационной метеорологической информации может быть получен для подготовки следующей прогностической продукции:

— свехкраткосрочного прогноза на период от 0 до 12 часов;

— прогноза текущей погоды (наукастинг) на период от 0 до 2 часов;

— предупреждений о комплексах неблагоприятных явлений;

— штормовых предупреждений об ОЯ.

Для поготовки перечисленных выше прогнозов необходимо использовать данные с привлечением информации композитных радиолокационных карт сети ДМРЛ Росгидромета (Веб-ГИС «Метеорад») и отдельных ДМРЛ, наиболее близко расположенных к территории или пункту прогноза.

Метеообъекты и радиусы их обнаружения с помощью ДМРЛ

Радиолокационная информация для подготовки прогнозов на период от 12 до 24 ч. может являться вспомогательной, так как от момента составления прогноза до начала его действия радиоэхо облачных полей и связанные с ними явления погоды претерпевают значительную эволюцию, как и синоптические объекты (воздушные массы, барические образования, атмосферные фронты), обусловливаюшие его образование. Для подготовки таких прогнозов необходимо привлекать данные композитных радиолокационных карт сети ДМРЛ. Использование радиолокационной информации для подготовки краткосрочных прогнозов большей заблаговременности является малоэффективным.

К достоинствам радиолокационных метеорологических наблюдений следует отнести уникальную возможность проведения мониторинга облачной атмосферы на большой территории с относительно высоким пространственным разрешением в режиме, близком к режиму реального времени. Однако необходимо учитывать, что радиолокационный метод имеет ограничения, подробно рассмотренные в [1, 5, 10], поэтому информация об ОЯ, получаемая с помощью ДМРЛ, имеет вероятностный характер, особенно на краях его зоны обзора. В табл. 1 приведены «максимально возможный» (Rмах) и «эффективный» (Rэф) радиусы обнаружения облаков и связанных с ними явлений на ДМРЛ в теплый период года, подтвержденные в ходе работы с информацией ДМРЛ. В холодный период года значения Rмах и Rэф ниже, чем в теплый. Под «эффективным радиусом» понимают расстояние, на котором ДМРЛ обнаруживает облака и явления с достаточно высокой вероятностью (более 80%).

В оперативной синоптической практике для составления краткосрочных прогнозов погоды на срок до 12 ч. (как правило, это могут быть уточнения к суточным прогнозам на предстоящую ночь или текущий день, специализированные прогнозы погоды по договорным обязательствам) и предупреждений рекомендуется наряду с аэросиноптическими материалами использовать следующую радиолокационную информацию, содержащуюся на картах ДМРЛ:

— об удалении, ширине, высоте верхней границы, вертикальной структуре обнаруженных зон облачности;

— о наличии и положении зон осадков, их интенсивности и суммарном количестве осадков за периоды до 1, 3, 6, 12 ч.;

— о наличии яркой полосы (зоны повышенной (на дБ) отражаемости на вертикальном профиле Z, располагающейся ниже нулевой изотермы, и обусловленной таянием частиц осадков в слоисто-дождевой облачности;

— о наличии очагов опасных явлений погоды (ливень, гроза, град, шквал);

— о скорости и направлении перемещения зон радиоэха облаков и осадков.

Эти данные используются при разработке прогнозов погоды общего назначения по территории обслуживания и по конкретному пункту, для уточнения следующих характеристик в соответствии с требованиями [6]:

— количества облачности, кроме низкой слоистой, подинверсионной облачности, с высотой нижней границы менее 600 м;

— наличия осадков, их вида (фазового состояния), количества и продолжительности;

— вида и интенсивности явлений погоды, включая опасные;

— временной детализации начала и окончания наблюдаемых условий погоды.

3.1. Определение интенсивности и количества осадков по ДМРЛ и использование этих данных для прогноза погоды

На карте «Метеоявления» ДМРЛ осадки классифицируются как ливневые и обложные. Каждый из этих двух видов осадков для 3-х сезонов года (холодный, переходный, теплый) делится на градации в зависимости от интенсивности (слабые, умеренные, сильные). Интенсивность осадков определяется по значению отражаемости Z1 [1, 5] на уровне измерения осадков (уровень «1», как правило, расположен на высоте 600 м над уровнем установки ДМРЛ). Градации интенсивности осадков (слабые, умеренные, сильные), реализующиеся в настоящее время в ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010» (табл. 2), незначительно отличаются от градаций, применяемых в прогнозе осадков в соответствии с Наставлением [6].

При анализе осадков по карте ДМРЛ «Метеоявления» необходимо учитывать, что «эффективный радиус обнаружения» осадков, т.е. область их обнаружения с высокой вероятностью, не превышает 100 км. На больших удалениях могут возникать значительные погрешности в оценке интенсивности осадков.

Карты «Интенсивность осадков» рассчитываются каждые 5 минут и доступны в обоих режимах наблюдений «Отражаемость» и «Скорость». Они могут использоваться для диагностики интенсивности и количества выпадающих осадков в реальном времени и их сверхкраткосрочного прогнозирования.

Градации интенсивности осадков, принятые в ПО ВОИ ДМРЛ «ГИМЕТ-2010»

Карты накопленных сумм осадков за прошедший период, которые рассчитываются по их интенсивности в исходном районе, откуда осуществляется перенос воздушной массы на территорию (пункт) прогноза, могут использоваться для ориентировочной оценки ожидаемого количества осадков. Этот вид информации позволяет оценить количество выпавших осадков за периоды 3, 6, 12, 24 ч. в радиусе 100 км от места установки локатора. Анализ сравнения радиолокационных накопленных сумм осадков с данными наземной наблюдательной сети показывает, что погрешность количественной оценки среднесуточного слоя выпавших осадков по данным ДМРЛ может достигать более 50%. Данные о количестве сильных осадков, полученных от ДМРЛ, имеют зачастую значительно заниженные значения.

Опыт использования данных сумм осадков, определенных по ДМРЛ, показывает, что за более продолжительный период расчета этот показатель дает лучшие результаты. Этот фактор необходимо учитывать при разработке прогнозов погоды и штормовых предупреждений. Важным фактором для оценки возможной накопленной суммы осадков является учет местных физико-географических условий и суточной изменчивости синоптических объектов, способствующих выпадению осадков.

3.2. Диагноз метеоявлений на ДМРЛ и использование информации для разработки прогнозов погоды и штормовых предупреждений

Принципы идентификации метеоявлений, реализованные в ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010», достаточно полно изложены в [1].

Вероятность автоматизированного распознавания явлений погоды, связанных с кучево-дождевой облачностью, реализована на основании расчета определенных критериев, по которым и определяется тип метеорологического явления. На карте «Метеоявления» определяются следующие объекты, связанные с конвекцией:

— ливень (слабый, умеренный, сильный);

— гроза с градом (слабый, умеренный, сильный);

— гроза + шквал (слабый, умеренный, сильный),;

Характеристика ливней дана в табл. 2 данной Инструкции.

Вероятность определения гроз с использованием ДМРЛ можно оценить как высокую (более 80%). Радиолокатор не фиксирует электрические разряды в кучеводождевых облаках, поэтому грозовая облачность определяется по косвенным признакам.

— очаги радиоэха расположены грядой с расстоянием между очагами примерно в 2 раза большим, чем сами очаги; при быстром движении гряд и их сближении; смерч наиболее вероятен в месте слияния гряд;

— слияние нескольких отдельных грозовых очагов радиоэха, когда смерч образуется в V-образной впадине радиоэха;

— наличие крюкообразного отростка радиоэха длиной до 16 км и высотой 10,5-12,5 км;

— наличие вращения кучевообразного радиоэха или его части против часовой стрелки.

Критерии идентификации смерча в ПО ВОИ «ГИМЕТ 2010» в настоящее время уточняются.

В соответствии с требованиями, определенными Наставлением [6], в прогнозы погоды необходимо включать все перечисленные выше явления, связанные с конвекцией.

Краткосрочные и сверхкраткосрочные прогнозы погоды составляются на основе синоптического метода с использованием данных численных мезомасштабных методов прогноза. При этом информация ДМРЛ должна служить для уточнения характеристик вышеперечисленных явлений погоды.

Явления погоды, связанные с конвекцией (кроме грозы), при достижении ими интенсивности, характеризующейся термином «сильный», относятся к категории ОЯ [6]. В этом случае синоптик должен разработать и передать штормовое предупреждение. Для своевременного выполнения этой функции необходимо использовать данные радиолокационных наблюдений, приведенные ниже (табл. 3):

В соответствии с положениями Наставления [6], к ОЯ относятся комплексы конвективных явлений, где каждое по отдельности не достигло критерия «сильный», но которые в сочетании могут нанести значительный экономический ущерб. К таким явлениям необходимо относить: грозу + град любой интенсивности + шквал не менее умеренной интенсивности, определяемые по картам «Метеоявления» ДМРЛ.

Важным аспектом в прогнозе погоды является расчет времени начала и окончания явлений и их продолжительности по определенной территории или в конкретном пункте.

Данные радиолокационных наблюдений, используемые для разработки штормовых предупреждений

3.3. Прогноз времени начала и продолжительности явлений

Прогноз времени начала явлений по данным одного ДМРЛ сводится к определению расстояния от пункта прогноза до переднего края радиоэха и определению скорости перемещения зоны осадков (явлений погоды), которая, предположительно, смещается в направлении пункта (территории) прогноза.

Расчет времени начала явления производится по формуле:

Расчет времени окончания явления производится по формуле:

Продолжительность явления определяется по формуле:

Продолжительность и время окончания явления определяются только в тех случаях, когда уверенно наблюдается и может быть определена тыловая граница радиоэха осадков. Одного локатора для этого может быть недостаточно, и в этом случае лучше воспользоваться композитной картой сети ДМРЛ.

В процессе обновления данных о фактических параметрах радиоэха при проведении очередных наблюдений на ДМРЛ синоптик должен в случае значительного изменения ширины радиоэха и скорости его движения оперативно корректировать время начала и продолжительности ожидаемого явления.

При заблаговременности прогноза до 1 ч. для определения скорости перемещения отслеживаемых по ДМРЛ метеообъектов рекомендуется использовать «вектор перемещения» [1], позволяющий определить с большой точностью направление и скорость приближающихся к пункту зон осадков и опасных явлений. Вектор представляет собой отрезок, начинающийся в месте расположения ДМРЛ, направление которого указывает на направление перемещения поля облачности, а длина соответствует расстоянию, на которое поле облачности в зоне радиолокационного обзора переместится за 1 ч.

При заблаговременности до 3 ч. можно использовать фактические данные о скорости и направлении движения, полученные из наблюдений за движением исследуемой площади радиоля# этого можно воспользоваться в главном окне программы UVK пунктом меню «Перемещение». В дальнейшем экстраполируется перемещение зон радиоэха и определяется их прогностическое положение на период до 3 ч.

Для оценки скорости радиоэха фронтального происхождения по вышеизложенным правилам допускается использовать данные о ветре в пункте аэрологического зондирования, расположенном не более чем в 150 км от границы радиоэха, или по данным численных прогнозов на соответствующих уровнях и в соответствующий период времени.

В зависимости от средней скорости переноса облачных систем заблаговременность прогнозов, подготовленных с использованием радиолокационной информации отдельного радиолокатора, может составлять до 12 ч., а с использованием композитных радиолокационных карт может составлять до 24 ч.

При внутримассовом характере конвекции, когда прогноз или предупреждение дается по территории или по большому населенному пункту, допускается в отношении явлений погоды использовать термин «местами».

Ошибки в автоматических расчетах вектора перемещения могут возникать в следующих случаях, когда объективно затруднено определение вектора:

— в периоды, когда фронтальные полосы радиоэха «входят» или «выходят» за пределы радиуса обзора ДМРЛ;

— при наличии радиоэха слоистообразной облачности большой площади круглой формы, с центром над локатором;

— в период одновременного возникновения и развития конвективной облачности над различными участками зоны обзора [10]. При прекращении формирования новых ячеек, расчет вектора стабилизируется.

Рисунок 5. а) Вид поля облачности, вытянутой параллельно вектору перемещения, при наличии вблизи СТ (ДМРЛ Архангельск, 27.09.2015 г.) Вектор переноса 28 м/с параллелен полосам облачности б) ветвь СТ севернее Архангельска с ветрами более 25 м/с юго-западного направления.

4. Использование информации ДМРЛ при метеобеспечении авиации.

Регулярность и эффективность работы воздушного транспорта, обеспечение безопасности выполнения полетов, во многом зависят от условий погоды.

Авиационные метеорологи в оперативной работе при выпуске специализированной авиационной метеорологической информации наряду с фактическим и прогностическим аэросиноптическим материалом, выходной продукцией моделей численного прогноза погоды с высоким пространственным разрешением, расчетными методами прогноза метеорологических явлений, данными ИСЗ и грозопеленгационной информацией используют результаты радиолокационных метеорологических наблюдений.

Значимость радиолокационной метеорологической информации для авиации возрастает в районах с редкой сетью метеостанций, а также при использовании информации с территории, соизмеримой с масштабами синоптических процессов по маршрутам полетов воздушных судов. Это в первую очередь относится к кучево-дождевым облакам, ливням, грозам и некоторым другим атмосферным явлениям. Получаемая от ДМРЛ информация служит существенным дополнением к наземным наблюдениям, как при анализе и прогнозе атмосферных процессов, так и при уточнении местоположения явлений погоды, влияющих на взлет и посадку ВС и при полетах по маршруту, а также при расследовании авиационных происшествий, связанных с метеорологическими факторами [13].

Информация ДМРЛ, обновляемая каждые 10 минут, используется в оперативной работе специалистами аэродромных метеорологических органов и органов метеорологического слежения.

Порядок проведения метеорологических радиолокационных наблюдений, а также распространения данных наблюдений включается в инструкцию по метеорологическому обеспечению полётов на аэродроме [7]. При метеообеспечении авиации наиболее важной является следующая информация ДМРЛ:

— размеры и местоположение полей облачности (включая форму) и осадков;

— зоны опасных явлений погоды: грозы, града, шквала, ливней, турбулентности и др.;

— высота верхней границы облаков;

— скорость и направление перемещения полей облачности, осадков и связанных с ними опасных явлений погоды (грозы, града, шквала, ливней и др.);

— эволюция кучево-дождевых облаков;

— высота нулевой изотермы (определяющаяся по «яркой полосе» в некоторых ситуациях, при наличии слоистообразной облачности);

— интенсивность и накопленное количество осадков за любой промежуток времени;

— параметры ветра и турбулентности;

— распределение радиолокационной отражаемости на различных высотах;

— расчет и отображение вертикального профиля скорости и направления ветра до высоты верхней границы обнаружения метеообъектов.

Все перечисленные виды информации с удаленного управляющего вычислительного комплекса доплеровского метеорологического радиолокатора авиационные метеорологи и авиационные пользователи получают на абонентские пункты ДМРЛ по локальной сети с разрешением км ( км или км). Программное обеспечение, установленное на АП, осуществляет прием и отображение файлов от УУВК, с представлением информации в виде карт распределения метеообъектов и их радиолокационных характеристик с соблюдением цветовых градаций и принятых обозначений метеоявлений.

Рабочее окно АП ДМРЛ имеет следующие опции:

— главное окно с отображаемыми картами метеоявлений;

— окно вертикального профиля отражаемости;

— окно условных цветов и градаций.

Таблица штормооповещения ДМРЛ содержит информацию о максимальном явлении в каждом контуре и другие сведения; есть возможность вывода ее на печать. Пример карты метеоявлений с контурами и соответствующей таблицей штормооповещения приведен на рис. 6.

Рисунок 6. Карта метеоявлений с контурами ОЯП и таблицей штормооповещения

Инструментальная панель дает возможность получать необходимую информацию как за определенный срок измерений, так и в режиме анимации. Просмотр файлов в режиме анимация позволяет проследить за эволюцией и перемещением облачных систем и опасных явлений, связанных с ними.

Своевременные и высококачественные метеорологические наблюдения являются основой для составления сводок погоды, распространяемых как на аэродроме составления сводки, так и за его пределами. Метеорологические сводки погоды являются основной информацией при метеообеспечении аэронавигации, оказывающей непосредственное влияние на безопасность полетов. Информация, получаемая с помощью ДМРЛ и обновляемая каждые 10 минут, используется метеорологами-наблюдателями для уточнения форм облачности, вида осадков, при наблюдениях за опасными явлениями погоды уточняется их местоположение, направление и скорость смещения.

Радиолокационная информация может успешно использоваться при прогнозировании следующих опасных для авиации явлений погоды: грозы, града, осадков (в том числе ливни), обледенения, турбулентности, сдвига ветра.

Данные ДМРЛ предоставляют авиационному синоптику дополнительную возможность более объективно оценить синоптическую ситуацию и использовать радиолокационную информацию для уточнения выпускаемой прогностической продукции, т.к. существующие прогностические методы не обеспечивают достаточную точность и детализацию во времени прогноза опасных явлений погоды. Синоптик осуществляет постоянный контроль за выпущенными прогнозами, и, если в период действия первоначально составленных прогнозов погоды TAF, прогнозов для посадки TREND, для взлета, зональных прогнозов GAMET ожидается по обновленным данным ДМРЛ возникновение непредусмотренных ранее опасных явлений погоды, то синоптик имеет возможность быстро внести в них соответствующие коррективы.

Радиолокационные данные ДМРЛ являются важной оперативной информацией для своевременного выпуска предупреждения по аэродрому и предупреждения о сдвиге ветра. Так, имея по данным ДМРЛ оперативную информацию о наличии и смещении Сb облачности или зоны со шквалами на район аэродрома, синоптик использует ее для выпуска предупреждения о сдвиге ветра. Данные ДМРЛ с высокой точностью позволяют определить время начала и окончания прогнозируемого явления или условий погоды, их продолжительность и интенсивность.

Результаты наблюдений ДМРЛ представляются в виде карт:

— вертикального сдвига ветра;

— горизонтального сдвига ветра;

При выпуске органами метеорологического слежения информации SIGMET и AIRMET по данным ДМРЛ синоптик имеет возможность уточнить местоположение явлений погоды в географических координатах, высоту верхней границы облачности, направление смещения и тенденцию эволюции явлений погоды и облачности.

Данные ДМРЛ широко используются при обеспечении метеорологической информацией органов ОВД. Обработанная радиолокационная информация в электронном виде передается на рабочие места органов ОВД, а именно:

— органу ОВД, осуществляющему аэродромное диспетчерское обслуживание,

— органу ОВД, осуществляющему диспетчерское обслуживание подхода,

— местным диспетчерским пунктам, осуществляющим районное диспетчерское и полетно-информационное обслуживание,

— районным диспетчерским центрам, районным центрам, осуществляющим районное диспетчерское обслуживание [7].

Радиолокационная информация предоставляется эксплуатантам и экипажам ВС. Во время предполетной метеорологической подготовки экипажей ВС данные ДМРЛ демонстрируются членам летного экипажа с экрана АП метеорологического радиолокатора при принятии решения на осуществление полета в условиях грозовой деятельности как в районе аэродрома, так и на маршруте и позволяют оценить возможность обхода кучеводождевой облачности.

Данные ДМРЛ используются при метеорологическом обеспечении наземных служб обслуживаемых аэропортов. Наиболее ценной радиолокационная информация является в условиях снегопадов, выпадения замерзающих осадков и грозовой деятельности над аэродромом. Радиолокационные данные консультативно предоставляются службам аэропорта при введении ограничений действий персонала по наземному обслуживанию воздушных судов на перронах аэродромов при работе в условиях грозовой деятельности.

При работе с композитными картами сети ДМРЛ Росгидромета (Веб-ГИС «Метеорад») появляется возможность оперативного слежения за развитием процессов синоптического масштаба (атмосферные фронты, линии шквалов, зоны осадков). Анализ объединенной радиолокационной информации (на комплексной карте) позволяет метеорологу-синоптику своевременно спрогнозировать развитие конвекции и улучшить качество прогноза опасных для авиации явлений погоды и обеспечить радиолокационными данными о грозах и высоте верхней границы облаков экипажи воздушных судов, как в пункте вылета, так и по маршруту полета.

Библиография

2. Электронный ресурс Веб-ГИС «Метеорад» http://meteorad.ru.

4. Приказ Росгидромета № 95 от 21.06.2004 г. «О внедрении на радиолокационной сети Росгидромета «Основных технических требований к системе обнаружения опасных атмосферных явлений и штормового оповещения на базе метеорологических радиолокаторов».

7. Федеральные авиационные правила «Предоставление метеорологической информации для обеспечения полетов воздушных судов», утвержденные Приказом Минтранса РФ № 60 от 03.03.2014 г.

11. Методические указания по использованию радиолокационных данных в синоптическом анализе и краткосрочном прогнозе погоды. Утв. ЦМКП 21.09.1979 г., под ред. Г.К. Веселовой, Ю.К. Федорова, М., Моек, отдел. Гидрометеоиздата, 1981, 23 с.

Обзор документа

Инструкция разработана для прогностических подразделений Росгидромета, использующих в своей оперативной работе радиолокационную метеорологическую информацию, полученную с помощью ДМРЛ (доплеровского метеорологического радиолокатора).

Приведено краткое описание информационной продукции ДМРЛ, указаны возможности ее применения в анализе синоптической обстановки, при разработке краткосрочных, сверхкраткосрочных прогнозов погоды и штормовых предупреждений.

Источник