Содержание ГИС Метео

В составе ГИС Метео имеется географическая основа для всего земного шара с высоким и средним разрешением (линейные размеры географических объектов соответственно от 1 и К) км). Это позволяет создавать бланки карт в стереографической полярной проекции или проекции Меркатора любого масштаба (от 10 до 100 км в 1 см). Использование единой технологии ГИС оказывается весьма эффективно для организации работ АРМ, включённых в локальную сеть.

Карты на АРМ готовятся как в интерактивном, так и в автоматическом режиме по созданным образцам слайд-карт. Слайд - это географическая карта с помещённой на неё метеорологической и другой информацией. Метеорологические карты, создаваемые в технологии ГИС Метео, представляют собой многослойные объекты. На один слайд может быть помещено несколько различных слоёв информации. Один слой образует так называемую компоненту слайда. Компонентой называется часть слайда, отображающая некоторую отдельную совокупность графической информации.

ГИС Мегео обеспечивает около пятидесяти различных видов компонент. Каждый слой обеспечивает отображение на карте метеорологических величин в виде цифровых значений и символов: изолиний или контуров, разноцветных штриховок и заливок. На один бланк карты можно поместить любое количество слоёв, а затем в процессе работы часть из них «спрятать» или «показать». Слои создаются при помощи компонент ГИС Метео, которые но их функциональному назначению можно разделить на три группы:

  • 1) компоненты для отображения на выбранном бланке карты информационных слоёв с данными оперативных наблюдений (кодовых форм SYNOP и SYNOP SHIP, TEMP и TEMP SHIP и др.), а также полей анализов и прогнозов метеорологических величин, поступающих в кодах GRID и GRIB и снимков ИСЗ. При наличии ошибок в исходных данных пользователь может либо включить встроенный алгоритм контроля грубых ошибок (по заданной критической величине горизонтального градиента конкретной метеовеличины), либо откорректировать данные в интерактивном режиме;
  • 2) компоненты для выполнения обработки карты в интерактивном режиме и записи результатов такой обработки в базу (рисование линий фронтов, текстовых надписей, нанесение специальной символики и т.д.). Фронтальный анализ, выполненный синоптиками на электронной карге за текущий срок, с помощью инструмента, фиксирующего географические координаты и типы фронтов, специальной процедурой записывается в базу в векторной форме. Поэтому он может быть считан из базы и нарисован на электронной карте любого масштаба на любом АРМ, подключённом к базе;
  • 3) компоненты вычисленного уровня, позволяющие получать слои результатов прогноза метеорологических величин, фронтальных и облачных систем, траекторий частиц или объектов и т.д. Эти компоненты имеют встроенные алгоритмы расчёта различных метеорологических величин. Так, например:
    • - граекторная модель позволяет строить «прямые» (куда) и «обратные» (откуда) траектории воздушных частиц, линий фронтов или областей (зон облачности). Исходными данными для расчёта траекторий служат скорость и направление ветра по аэрологическим наблюдениям или их прогностические поля в кодах GRID или GRIB. Возможны расчёты как двумерных траекторий на выбранной изобарической поверхности, так и трёхмерных траекторий, когда на каждом шаге определяются горизонтальные и вертикальная составляющие скорости перемещения частицы;
    • - вертикальные скорости рассчитываются на основе уравнений гидродинамики для свободной атмосферы и пограничного слоя атмосферы. Учёт пограничного слоя осуществляется с применением модели пограничного слоя, которая позволяет также рассчитывать профили температуры, ветра и характеристики турбулентности (профили коэффициента турбулентности, диссипации кинетической энергии, высоту пограничного слоя и др.) в слое от поверхности земли до 2 км;
    • - модель пограничного слоя является одной из составляющих алгоритма прогноза температуры и влажности воздуха, ветра, облачности и осадков, рассчитываемых для заданных пунктов Евразии с заблаговременностью до 2 сут. В этих расчётах используются также фоновый прогноз метеорологических полей, поступающих в кодах GRID и GRIB, и методики параметризации основных физических процессов, адаптированных к локальным условиям пунктов. Результатом этих прогнозов является описание суточного хода всех прогнозируемых метеорологических величин с дискретностью по времени 3 ч;
    • - прогноз особых явлений погоды рассчитывается по алгоритмам, составленным авторами программных средств ГИС Метео на основе апробированных в оперативной работе методик. Определяются зоны болтанки и обледенения воздушных судов с указанием нижней и верхней границ этих явлений, области возможной грозовой деятельности и индекс её вероятности, а также даются прогнозы видимости, облачности, осадков и фронтальных зон.

Результаты этих расчётов являются предварительной информацией для подготовки прогнозов синоптиком. При дальнейшем развитии технологии ГИС Метео предполагается усовершенствование и обновление алгоритмов на основе новых методов прогнозов характеристик и явлений погоды.

Продукция ГИС Метео включает следующие компоненты:

  • 1) География - нанесение широтно-долготной сетки, береговой линии, рек и озёр, рельефа суши и морского дна, границ стран, областей и экономических районов;
  • 2) Города - нанесение названий или индексов населённых пунктов и метеорологических станций в соответствии с выбранным списком (по земному шару, по России и др.);
  • 3) Приземная наноска - постанционное нанесение приземных данных по схеме стандартного пуансона;
  • 4) Синоптика - нанесение отдельных метеорологических параметров, расчерчивание изолиний по приземным данным. Нанесение экстремальных температур и осадков;
  • 5) Синоптика с контролем - нанесение отдельных метеорологических параметров, выполнение автоматического контроля и исключение грубых ошибок приземных данных. Расчерчивание изолиний по приземным данным. Нанесение экстремальных температур и осадков;
  • 6) Синоптика (обобщения) - расчёт и построение полей сумм осадков за любой заданный интервал (от нескольких суток до нескольких месяцев), минимальных и максимальных температур;
  • 7) Аэрология - постанционное нанесение высотных данных (геопотенциал, ветер, температура, дефицит точки росы, относительный геопотенциал). Расчерчивание изолиний метеорологических параметров на стандартных уровнях. Проведение изолиний на картах относительной топографии по данным радиозондирования;
  • 8) Аэрологическая наноска - нанесение аэрологических данных по схеме стандартного пуансона;
  • 9) Погода - нанесение явлений погоды по коду КН-01 (гроза, ливень, морось, дождь, снег, туман, град, формы облаков и др.) в виде значков, изолиний, цветного поля, «подъём карты»;
  • 10) GRID (GRIB) - отображение метеорологических полей, поступающих в кодах GRID (GRIB). Расчерчивание изолиний и цветных полей с постоянным (переменным) шагом для каждого из метеорологических параметров (давление, геопотенциал, ветер, температура, влажность, осадки, облачность, вертикальная скорость и др.);
  • 11) Значки - выполнение «подъёма карты» в интерактивном режиме, нанесение обозначений центров барических образований и символов явлений погоды и ветра;
  • 12) Текс т - нанесение на карту текстов, углового штампа карты (рамки), скорости перемещения барических образований, линий фронтов и т.д.;
  • 13) Линии - рисование линий фронтов, изолиний параметров, контуров облачности и других линий;
  • 14) Спутник - монтажи снимков ИСЗ в ИК и ТВ изображениях;
  • 15) Траектории - построение траектории перемещения частицы, зоны, линии но аэрологическим данным;
  • 16) Траектории GRID (GRIB) - построение траектории перемещения частицы, зоны, линии но данным о скорости и направлении ветра, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 17) Траектории, анализ - построение диагностических траекторий перемещения частицы, зоны, линии по данным о скорости и направлении ветра, вычисляемым из полей геопотенциала, поступающим в коде GRID;
  • 18) 3D Траектории GRID (GRIB) - трёхмерные траекторные расчёты по данным о скорости и направлении ветра, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 19) Вертикальные скорости - построение поля вертикальных скоростей, рассчитанных но данным о давлении и геопотенциале, поступающим в коде GRID;
  • 20) Разрезы - построение вертикальных разрезов атмосферы для трасс полёта по фактическим аэрологическим данным;
  • 21) Разрез GRID (GRIB) - построение вертикальных разрезов атмосферы по прогностическим данным, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 22) Струйные течении - построение зон струйных течений но аэрологическим данным (параметры: ветер, высота струйного течения, температура);
  • 23) Струйные течения GRID (GRIB) - анализ и прогноз зон струйных течений по данным о ветре, поступающим в коде GRID (GRIB). Расчёт параметров: ветер, высота струйного течения, температура;
  • 24) ОТ GRID (GRIB) - проведение изолиний и цветных полей на фактических и прогностических картах относительной топографии по данным радиозондирования, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 25) Обледенение - анализ зон обледенения воздушных судов по аэрологическим данным;
  • 26) Обледенение GRIB - расчёт и построение зон обледенения воздушных судов по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRIB;
  • 27) Турбулентность - расчёт и построение зоны болтанки на заданном уровне по аэрологическим данным;
  • 28) Турбулентность GRID (GRIB) - расчёт и построение зоны болтанки на заданном уровне по данным, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 29) Фронты GRIB - расчёт и построение положения фронтальных зон по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRIB;
  • 30) Облачность - построение поля облачности (слоистая, конвективная и общая облачность) по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GR1B;
  • 31) Протноз осадков - построение поля осадков (ливневый дождь, обложной дождь, снег, осадки, гололёд) по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRIB;
  • 32) Грозы GRIB - расчёт и построение поля гроз по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRIB. Реализованы методы: Адедокана, Вайтинга, Джефферсона, Симиля, Фауста, Шоуолгера;
  • 33) Шквалы GRIB - расчёт и построение поля шквалов по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRIB. Реализованы методы: Решегова, Пескова, Фобуша-Миллера;
  • 34) Погран-слой GRID (GRIB) - нанесение параметров пограничного слоя атмосферы (температура воздуха, ветер у поверхности земли, вертикальная скорость, турбулентность, высота пограничного слоя), рассчитанных по данным анализов и прогнозов, поступающим в коде GRID (GRIB);
  • 35) МРЛ комплексная - построение совмещённой карты явлений погоды (гроза, осадки, град, шквал, высота верхней границы кучево-дождевых облаков, состояние развития, скорость и направление перемещения) по данным метеорологических радиолокаторов (код РАДОВ) и метеорологических станций;
  • 36) Метеопрогноз GRID - построение полей метеорологических параметров (температура, дефицит точки росы, облачность, скорость и направление ветра, вертикальная скорость, обложные и ливневые осадки, суммарные осадки, гроза, зоны фронтов, лапласиан давления, адвективные изменения температуры, видимость, снег, гололёд) и зон фронтов, рассчитанных по данным, поступающим в коде GRID;
  • 37) Пожароопасность - построение полей анализа и прогнозов классов и показателей пожарной опасности;
  • 38) Авиационная наноска - нанесение метеорологических параметров из телеграмм в коде МЕТАР по схеме стандартного пуансона;
  • 39) Прогноз но аэродрому - нанесение метеорологических параметров (горизонтальная и вертикальная видимость, скорость и направление ветра, явления погоды) из телеграмм в коде ТАЕ в виде значений, символов и цветного поля;
  • 40) ООЯ-Авиа - создание в интерактивном режиме карты опасных явлений для авиации;
  • 41) Климат - нанесение данных, проступающих в коде КЛИМАТ (месяц), расчерчивание изолиний, построение полей средних месячных метеорологических величин;
  • 42) Климат, декада - нанесение данных, проступающих в коде КЛИМАТ (декада), расчерчивание изолиний, построение полей средних декадных метеорологических величин;
  • 43) АГРО - нанесение декадных агрометеорологических и фенологических данных, построение их полей;
  • 44) АГРО, ежедневные - нанесение ежедневных агрометеорологических данных, построение их полей.

Другая продукция:

  • - графики изменения параметров по времени (компонента График);
  • - радиозонд фактический - аэрологическая диаграмма (компонента Прогностический зонд, параметры: вертикальная скорость, облачность, обледенение, гроза, град, осадки, шквал, турбулентность, энергия неустойчивости);
  • - прогностический радиозонд - аэрологическая диаграмма (компонента Прогностический зонд);
  • - выборка текстов авиационных телеграмм МЕТАР, ТАЕ и т.д.;
  • - запросы в авиационные банки данных;
  • - построение таблиц по данным 8У1МОР;
  • - построение таблиц осадков;
  • - агрометеорологические таблицы.

В процессе работы с компонентами слайда можно выполнять следующие операции:

  • - удалять или временно прятать одну или несколько компонент слайда (за исключением географической компоненты);
  • - изменять форму представления данных, отображаемых компонентой;
  • - переходить в режим интерактивного взаимодействия с компонентой (работать), например корректировать значения метеорологических параметров.

Подробно порядок работы с отдельными компонентами описан в учебном пособии (Волынцева, Смирнова, 2005).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >