ДЕМОНСТРАЦИОННОЕ КОМПОЗИТНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ (НАВОДНЕНИЯ)


Демонстрационное композитное приложение ансамблевого прогноза наводненческих ситуаций

Композитное приложение позволяет прогнозировать возникновение наводненческих ситуаций и исследовать неопределенность, возникающую в процессе изучения сценариев развития наводнения и затопления территорий. На рис. приведена общая схема композитного приложения, позволяющая исследовать неопределенность прогноза наводнения и вызванного им затопления ансамблевым методом. Данные метеорологического прогноза, полученные в требуемый срок, подвергаются зашумлению в соответствии с заданной закономерностью стохастической изменчивости полей ветра и давления над Балтийским морем (по ретроспективным данным). После этого для каждого набора входных данных последовательно производится расчет полей морского волнения (определяющих коэффициент трения) и по ним – прогноза уровня и течений на 48 часов вперед. Данные ансамбля обрабатываются; в частности, строится интервальная оценка гидрографа, по которому в итоге рассчитывается затопление территорий.

Реализация композитного приложения на языке EasyFlow для использования VLUC представлена ниже; в правом окне - результат интерпретации композитного приложения в интерфейсном модуле VLUC в форме AWF.

Ниже приведено промежуточное состояние WF под управлением VLUC. Он соответствует стадии выполнения WF, когда выполняется подготовка отдельных полей ветра – элементов ансамбля, и для каждого из них запускается расчет морского волнения пакетом SWAN (размер иллюстративного ансамбля – всего 3 элемента)

В качестве примера использования композитного приложения рассмотрена демонстрационная задача «от противного» − анализ причин расхождения прогностических и фактических данных по уровню воды в Санкт-Петербурге для наводнения 16.11.2010 г. (по ретроспективным данным). Это наводнение было вызвано неглубоким циклоном, смещавшимся с Балтийского моря вдоль северного побережья Финского залива и дальше на Онежское озеро. Результаты прогнозов уровня в наводнении 16.11.2010 г. на момент возникновения наводненческой ситуации позволили получить максимальную оценку 148 см. На рис. ниже приведен результат расчета композитного приложения − вероятностный интервал и прогноз наводнения за 20 часов до наступления пика в пункте Горный институт. Из рисунка видно, что разброс высоты пика, вызванный локальной изменчивостью скорости ветра, может достигать 30 см. Чувствительность модели в период роста невелика; она наиболее проявляется на пике наводнения и в период спада. Следует отметить, что приведенный на рис. прогноз в силу большой заблаговременности существенно занижает пик наводнения. При этом границы вероятностного интервала прогностического уровня, обусловленного локальной изменчивостью ветра, не покрывают кривую фактического хода уровня. Это дает основание предполагать, что причина данной ошибки кроется не в локальных эффектах (которые можно было бы устранить усвоением), а в общей недостоверности прогнозов полей ветра над Балтийским морем.

1 – измерения, 2 – прогноз, 3 – прогнозируемые значения уровня в зависимости от локального усиления ветра (статистический ансамбль)



вернуться назад