23:49 Ручной или компьютерный прогноз? За кем будущее? Обзор точности прогнозов погоды в России. |
В 2019 году оправдываемость прогноза приземной температуры воздуха на 24 часа в России составила 94.3%. Речь идёт о тех официальных прогнозах, которые выпускали синоптики местных гидрометцентров (КП-68). Это хороший показатель, ведь в 2014 году точность была 90%. За 5 лет оправдываемость повысилась на 4%. Но можно и лучше!
Помимо официальных региональных прогнозов в Гидрометцентре России есть и неофициальные автоматизированные прогнозы, которые составляются на основе собственных разработок постобработки данных компьютерных моделей. Как правило, используются данные зарубежных моделей.
Что это означает? Компьютерные модели рассчитывают «сырой» прогноз. Можно выдать прогноз по типу «как есть», без какой-либо постобработки, а можно пропустить модельный прогноз через особую схему интерпретации, которая адаптирует прогноз на основе статистики оправдываемости за предыдущие сроки. Проще говоря, в «сырой» прогноз вносятся поправки, которые повышают его качество. Разумеется, в масштабах страны это всё делается в автоматическом режиме.
Расчёт элементов погоды
В Гидрометцентре России на данный момент есть три схемы интерпретации данных. Первая называется РЭП (расчёт элементов погоды). Её прогнозы публикуются на официальном сайте Гидрометцентра. Автором схемы является Васильев Пётр Петрович, доктор физико-математических наук, профессор. Метод основан на реализации программно-технологического комплекса адаптивной статистической модели среднесрочного прогноза и использует статистическую интерпретацию результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы ECMWF (Reding) и UKMO (Exeter). ECMWF – это компьютерная модель Европейского центра среднесрочных прогнозов, на данный момент является лучшей моделью в мире. UKMO – это разработка метеорологической службы Великобритании (Met Office). Эта система обработки данных была предложена и описана ещё в 1999 году, а внедрена в практическое использование только в 2007 году.
В 2019 году на одни сутки оправдываемость прогноза РЭП в России составила 95.5%. Этот показатель на 1.2% превосходит прогнозы местных синоптиков в субъектах страны. На третьи сутки разрыв становится ещё больше – 2,7%!
Комплексный прогноз
Другая разработка, это комплексный ансамблевый прогноз, который публикуется на сайте методического кабинета Гидрометцентра России. Здесь уже используется 5 зарубежных моделей. В качестве членов ансамбля взяты глобальные прогнозы, рассчитанные на основе моделей общей циркуляции атмосферы зарубежных метеорологических центров: Великобритании (UKMO), США (NCEP), ФРГ (ICON) и Японии (JMA) для "срочной" температуры. Для точки росы и ветра взяты модели NCEP и JMA. Для осадков включены модели UKMO, NCEP, ICON и мезомодель COSMO.RU–7км (ФГБУ "Гидрометцентр России"). Указанные модели имеют достаточно высокую успешность прогнозов.
Ансамблевый прогноз получен путём статистической обработки результатов включенных моделей. При этом для температуры воздуха, ветра и точки росы привлекается архив прогнозов за предшествующие 20 дней по соответствующим моделям и фактические данные на станции, а для осадков аналогичный архив за один год. Как правило, ансамблевые прогнозы дают несколько лучшие результаты, чем лучшая из включенных моделей. Значения минимальной и максимальной температуры воздуха вычисляются путём введения поправки для соответствующей "срочной" температуры воздуха.
В 2019 году точность этого прогноза в России составила 96.3% на одни сутки. На вторые сутки – 94.6%, а на третьи сутки оправдываемость выравнивается с показателями прогноза РЭП, но значительно превосходит прогнозы выполненные синоптиками.
Комплексный прогноз СибНИГМИ
Эта схема интерпретации была разработана в Сибирском региональном научно-исследовательском гидрометеорологическом институте (г. Новосибирск). В качестве начальных данных используется три модели: COSMO, UKMO, ПЛАВ. Последняя модель является отечественной разработкой, которая пока существенно уступает зарубежным аналогам. По некоторым данным в глобальном рейтинге российская модель ПЛАВ находится на 8-9 месте. Первое место принадлежит европейской модели ECMWF. Прогнозы публикуются на сайте СибНИГМИ, но только для городов Сибири и Урала.
Превосходство над другими прогнозами
Комплексные и ансамблевые прогнозы демонстрируют превосходство не только над прогнозами синоптиков, но и над прогнозами других прогностических сервисов.
Например, в декабре 2019 года РЭП и Комплексный прогноз выдавали самую низкую абсолютную ошибку для 53 городов России. Особенно сильно это заметно на Азиатcкой территории России. Комплексные прогнозы превзошли по качеству прогнозы от Яндекса и Gismeteo. После комплексных прогнозов лидерство принадлежит только сервису Foreca, который базируется на данных европейской среднесрочной модели ECMWF.
Вывод
Ручное составление прогнозов уходит в прошлое. Автоматизация обесценивает даже труд синоптика. Объективные данные свидетельствуют о значительном превосходстве автоматизированных прогнозов над ручными. Если на первые сутки человек ещё может побороться с компьютерными моделями, то на сроках дальше 3-х суток автоматизированные прогнозы дают фору даже самым профессиональным синоптикам. Ведь компьютерная модель исключает также и человеческий фактор. У модели не болит голова, не меняется настроение, нет проблем с личной жизнью, нет когнитивных искажений, которые присущи всем людям. Модель просто считает и выдаёт вердикт.
С каждым годом качество глобальных прогностических моделей становится всё лучше и лучше, особенно зарубежных моделей, которые сейчас идут в авангарде мировой гидрометеорологии и двигают эту сферу вперёд. Но проблема выше приведённых схем интерпретации данных заключается в том, что без «сырых» модельных расчётов они ничего не будут прогнозировать, а нынешние отечественные модели настолько низкого качества, что практическое использование их прогнозов лишено смысла.
|
|
|
