Автоматизированная система мониторинга качества функционирования аэрологической сети Росгидромета

Кац А.П., Иванов А.А., Потемкин И.Г.
1996 г.

Радиозондирование атмосферы, как вид измерений, отличается рядом специфических особенностей, в частности: в лабораторных условиях невозможно воспроизвести весь комплекс величин, влияющих на результаты измерений; радиозонд является средством измерения разового пользования; отсутствует возможность поверки в рабочих условиях применения системы радиозондирования в целом. В силу этих особенностей традиционные методы метрологического обеспечения для радиозондирования в целом непригодны и ограничиваются, в основном, метрологическим обеспечением радиозондов при выпуске из производства и периодической поверкой контрольно-измерительных приборов, входящих в состав наземного оборудования.

В этих условиях эффективным элементом метрологического обеспечения становится мониторинг качества данных радиозондирования, осуществляемый с целью своевременного обнаружения неудовлетворительно зондирующих станций и основанный на сравнении результатов зондирования с полем первого приближения, получаемого с помощью современной численной модели прогноза погоды.

В основу этого метода лежат следующие положения: точность современного численного прогноза сопоставима с точностью результатов радиозондирования; ошибки прогноза и результатов измерений мало корелированы (численная модель фильтрует возмущения малого пространственно-временного масштаба, а также она использует другие независимые источники метеорологической информации); ошибки прогноза, осредненные за длительный период, гладко изменяются в пространстве. Таким образом, поле первого приближения выступает в роли своеобразного образцового средства. что позволяет использовать статистические характеристики отклонений результатов наблюдений от прогнозируемых для выявления станций, данные которых регулярно имеют значительные систематические и/или случайные расхождения с полем первого приближения. Эти отклонения интерпретируются как следствие неисправностей технических средств, нарушения методики наблюдения, ошибок персонала и т.п.

Более того, статистические характеристики отклонений могут служить не только для оценки качества данных отдельных станций, но и обеспечивать надежный репер для оценки качества радиозондовых измерений различными системами зондирования и его соответствия специфицированным характеристикам этих систем, полученным, в частности, из международных сравнений радиозондов. И, наконец, анализ статистик мониторинга позволяет выявить те или иные неисправности измерительного оборудования.

Результаты радиозондирования являются одним из наиболее дорогостоящих и в то же время наиболее ценных продуктов деятельности наблюдательных сетей ВСП и в первую очередь ценность их, как продукта, определяется точностью измерений. Сокращение объемов зондирования, вызванное экономическими затруднениями, испытываемыми странами-членами МСГ, повышает значимость и ответственность каждого отдельного выпуска. В этих условиях необходима концентрация усилий на поддержании в рабочем состоянии и даже сохранении сети радиозондирования.

Эта деятельность невозможна без достоверной и детальной информации о состоянии аэрологической сети. Поэтому начиная с 1993 года ЦАО при участии ГРМЦ, ГВЦ и РосГМЦ приступила к организации, а с 1994 г. эксплуатации автоматизированной системы мониторинга функционирования аэрологической сети Росгидромета и других стран - членов МСГ. В качестве исходной информации выступают поступающие ежедневно в ЦАО: телеграммы о причинах непоступления аэрологической информации в коде НИЛ; макеты результатов аэрологических наблюдений и макеты результатов комплексного контроля РосГМЦ /Алдухов О.А., Метеорология и гидрология, 1983, N12/. Для задач мониторинга макеты результатов наблюдений были расширены и включают интерполированные на станцию данные поля первого приближения РосГМЦ по геопотенциалу и ветру /А.Н. Багров и др., Метеорология и гидрология, 1990, N2/.

В системе использованы рекомендованные ВМО критерии определения "сомнительных"станций и форматы выходных данных. Система осуществляет также оперативный контроль поступления аэрологической информации и анализ причин непоступления, что оказалось крайне полезным для оказания оперативной технической помощи аэрологической сети и оперативного решения различных вопросов, связанных с поддержанием работоспособности аэрологических станций. Результаты мониторинга апробированы с использованием данных ЕЦСПП, Метеорологического бюро Великобритании, Японского метеорологического агенства.

На верхний уровень..