Краткосрочный и среднесрочный прогнозы
погоды на территории всей России.

Прогнозы на средние сроки (4-10 дней) опираются на текущую информацию о развитии синоптических процессов в течение всего сезона, а также на будущие поля давления (геопотенциала) и температуры на 1-5 суток вперед, рассчитанные с помощью интегрирования уравнений динамики и термодинамики атмосферы, с использованием в качестве начальных данных фактических наблюдений в момент времени, исходный для начала интегрирования. Однако в прогнозах на 5-10 дней уже нет возможности прогнозировать изменения погоды по дням, так как невозможно проследить за изменением свойств воздушных масс на протяжении всего прогнозируемого периода. Поэтому прогнозируются средняя температура (либо аномалия температуры) и среднее количество осадков на предстоящие 10 дней, а также величины максимальной и минимальной температуры в течение будущих 5-7 суток. Среднесрочный прогноз составляется с использованием статистических методов, которые требуют огромных вычислительных ресурсов, поэтому его осуществление возможно только при наличии достаточно производительных ЭВМ.

Численный прогноз погоды использует компьютерную математическую модель атмосферы для составления прогноза погоды.

Численная модель прогнозирования погоды - это компьютерная программа, построенная на основе системы уравнений гидромеханики (уравнения Эйлера) и составляющая на основе текущих данных метеорологический прогноз. Эта модель может быть глобальной, покрывающей всю Землю, или локальной, покрывающей отдельный участок планеты.

В основе моделей лежат математические уравнения, описывающие аэро- и термодинамические процессы в атмосфере и связывающие такие параметры как плотность, скорость, давление и температуру. Эти уравнения являются нелинейными и не имеют точного решения, поэтому для их решения используются численные методы. Исходные уравнения дискретизируются во времени и пространстве и превращаются в систему линейных уравнений, связывающую наборы физических параметров в выбранных точках (узлах вычислительной сетки). Чем больше используется точек для расчета, тем выше точность модели, но и тем выше требования к вычислительным мощностям ЭВМ.

В качестве исходных данных для моделей используются данные метеозондов, метеоспутников и наземных метеостанций.

скрыть

Карты барической топографии представляют состояние атмосферы (геопотенциальная высота, температура и относительная влажность воздуха) на стандартных уровнях по давлению - 1000 гПа (высота около 100 м над уровнем моря) 925 гПа (высота около 800 м над уровнем моря), 850 гПа (высота около 1500 м), 700 гПа (около 3 км), 500 гПа (около 5,5 км), 400 гПа (около 7 км), 300 гПа (около 9 км), 200 гПа (около 12 км), 100 гПа (около 16 км), 50 гПа (около 20 км).

Относительная влажность в свободной атмосфере (кроме уровня АТ-1000) позволяет приближённо судить о наличии и количестве облаков на том или ином уровне: так, при влажности менее 60% облака отсутствуют, при влажности 60-80% облачность разбросанная (1-5 баллов по десятибалльной шкале), при влажности 80-90% облачность значительная (6-9 баллов), при влажности более 90% облачность сплошная (10 баллов).

Атмосферный фронт - переходная зона между двумя различными воздушными массами в нижней части атмосферы - тропосфере. (Воздушная масса - объём воздуха в тропосфере с мало меняющимися по горизонтали значениями температуры и влажности воздуха; горизонтальный масштаб однородной воздушной массы - многие сотни км, а часто и несколько тысяч км). Ширина фронтальной зоны у земли - несколько десятков километров, в свободной атмосфере - порядка 100-300 км. Фронты в тропосфере постоянно возникают заново, перемещаются и размываются. В зоне фронта горизонтальные градиенты температуры и влажности воздуха резко увеличены; иначе говоря, эти величины при переходе от одной воздушной массы к другой меняются скачкообразно. В связи с этим в зоне фронта возникают восходящие движения воздуха и, как следствие (при достаточной влажности поднимающегося и охлаждающегося воздуха), формируются значительные по вертикальной мощности облака, выпадают осадки, наблюдаются грозы и многие другие атмосферные явления. Кроме того, при прохождении фронта у земли резко изменяются температура и влажность воздуха, направление и скорость ветра. Всё это говорит о важнейшей роли фронтов в формировании погоды; проведение фронтов на картах погоды является одним из главных элементов синоптического анализа и в то же время весьма сложной задачей вследствие неоднозначности самого понятия "фронт" и разной степени выраженности фронтов в различных регионах и в различных условиях.

скрыть

Относительная влажность - процентное отношение фактической упругости водяного пара в атмосфере к упругости насыщающего водяного пара при той же температуре.

Карты, на которые наносится превышение одной изобарической поверхности над другой, т.е. разность между высотами двух избранных поверхностей. Эти карты обозначаются буквами ОТ с добавлением к ним соответствующих индексов. Так, ОТ 500-1000 означает наименование карты относительной топографии превышения поверхности 500 мбар над поверхностью 1000 мбар. В повседневной оперативной работе принято составлять карты относительной топографии ОТ 500-1000 за два срока (00 и 12 ч ОГВ).

Относительная влажность. Эквивалентное определение - отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах.

Давление насыщенных паров воды сильно растёт при увеличении температуры. Поэтому при изобарическом (то есть при постоянном давлении) охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана, росы или кристалликов льда. Процессы насыщения и конденсации водяного пара играют огромную роль в физике атмосферы: процессы образования облаков и образование атмосферных фронтов в значительной части определяются процессами насыщения и конденсации, теплота, выделяющаяся при конденсации атмосферного водяного пара обеспечивает энергетический механизм возникновения и развития тропических циклонов (ураганов).

Относительная влажность - единственный гигрометрический показатель воздуха, допускающий прямое приборное измерение.

скрыть

Формула "геопотенциала" есть в » Википедии.

Проще, в метеорологии это.

Изобарическая поверхность 850 гПа (Т850)  –  высота 1500 м над уровнем моря.

Значения для Т850 (°С)  –  температура в градусах Цельсия на этой высоте.

1000 гПа  —  примерно 100 м, условия вблизи над уровнем моря

850 гПа  —  1500 м

700 гПа  —  3500 м

500 гПа  —  5000 м

250 гПа  —  10500 м

70 гПа  —  17500 м, стратосфера

10 гПа  —  26500 м, еще выше стратосферы.

То есть, 70 гПа и погодные данные там (выше 17 км) именно пользователям, наверно, не очень нужны.

К слову, есть глобальная интерактивная карта ветров и погоды EarthWindMap. Это полезно-интересная карта на которой Вы можете узнать погодные сведения в стратосфере над своим регионом (которая может быть ниже минус 50 градусов Цельсия).

Геопотенциал  –  расстояние от "0" (уровня моря) до поверхности с соответствующим давлением (850 гПа, 500 гПа и т.д.), измеряется в декаметрах. Например, число 150 на карте означает, что поверхность с давлением 850 гПа находится на высоте 1500 м. Чем будет величина ниже (150, 147, 133 ...), тем ближе соответствующее давление к поверхности и наооборот.

Анализ прогноза геопотенциала позволяет определить расположение областей повышенного и пониженного атмосферного давления, очагов тепла и холода, скорость смещения их центров.

Когда на карте Вы видите несколько замкнутых линий геопотенциала вокруг некого центра (точки) и к этому центру значение геопотенциала понижается или повышается, то .... Значит в этой области будет пониженное или повышенное давление, т.е. можно наблюдать антициклон или циклон.

Антициклоном называется повышение атмосферного давления, которое сопровождается безветренной ясной погодой с отсутствием резких изменений температуры или уровня влажности. Циклоном называют снижение атмосферного давления, которое сопровождается обычно повышенной температурой, облачностью, влажностью и осадками.

Таким образом, по прогностическим картам "температура Т850 (°С) и геопотенциал Н850 (гПа)" можно дополнительно узнать о хорошей или плохой погоде. Карты геопотенциала 850 гПа позволяют отследить низкие циклоны / антициклоны, а геопотенциала 500 гПа  –  высотные.

В центре циклона низкое давление, в центре антициклона  –  высокое. В связи с этим в циклоне вихревые потоки движутся по спирали к центру и затем поднимаются вверх, образуя восходящие потоки. В антициклоне же воздух опускается, образуя нисходящие потоки, и растекается во все стороны, т.е. перемещается к периферии. За понижением давления следует пасмурная, дождливая погода, за повышением  –  сухая погода, с сильным похолоданием зимой.

Значение атмосферного давления состоит в том, что от его изменений зависят сила и направление ветра, частота и количество атмосферных осадков и колебания температуры. Это приводит к изменению погоды, оказывающей серьезное влияние на здоровье. Повышенное атмосферное давление, например, очень негативно влияет на здоровье человека, особенно если он аллергик, астматик или страдает повышенным артериальным давлением. Такие люди достаточно остро реагируют на различные вредные примеси в воздухе, количество которых ощутимо возрастает в сухую безветренную погоду ....

В Северном полушарии вращение воздуха в циклонах происходит против часовой стрелки, а в антициклонах  –  по часовой стрелке. В Южном полушарии вращение воздуха в циклонах и антициклонах происходит в обратном направлении.Циклоны и антициклоны часто возникают в умеренных поясах. Их диаметр достигает 4000 км при высоте до 20 км. Это плоские вихри с большой осью наклона вращения. Они могут существовать несколько суток, перемещаясь с запада на восток со скоростью до 40 км/ч. Если условия благоприятны (для циклона  –  теплая поверхность, для антициклона  –  холодная), то вихри могут задержаться.

Говорить об этом можно долго. В интернете о таковом информации хватает, поэтому ....

скрыть