Диплом Использование и реализация метеорологической информации в экономике страны
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-24Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Использование и реализация метеорологической информации в экономике страны
"Экономическая метеорология"
Л.А. Хандошко
Содержание
Введение
1. Гидрометпрогнозы
Оценка оправдываемости единичных суточных прогнозов погоды и их уточнений
Оценка оправдываемости отдельных метеорологических величин и явлений погоды
История оправдываемости прогнозов
Оценка экономической полезности прогнозов
Потребители метеорологической информации
2. Специализированное метеорологическое обеспечение отдельных отраслей экономики
Метеорологическое обеспечение транспорта
Железнодорожный транспорт
Автомобильный транспорт
3. Гидрометеорологическое обеспечение морского и рыбопромыслового флота
Метеообеспечение рыбопромыслового флота
Метеорологическое обеспечение связи
Метеорологическое обеспечение энергетики
Метеорологическое обеспечение строительства
Метеорологическое обеспечение лесного хозяйства
Метеорологическое обеспечение с/х
Введение
Экономическая метеорология является дисциплиной, которая формирует современное представление об использовании и реализации метеорологической информации в экономике страны. Ибо развитие современного производства может быть успешным при всестороннем и оптимальном использовании метеорологической информации.
При этом особое место отводится прогнозам погоды. Снижение потерь при их использовании и отражает экономическую полезность, которую получает потребитель от использования прогнозов.
Т.о. основной задачей дисциплины является изучение специфики метеорологического обеспечения отраслей и социальной сферы, и оценка его экономической полезности.
Ущерб в мире от опасных явлений погоды составляет около 50-60 млрд. в год. А по последним данным даже превосходит 100 млрд. долларов. Причем общие потери, связанные со стих бедствиями с 60 по 90 годы увеличился в 40 раз и тенденция будет сохранятся.
За 25 лет число пострадавших порядка 130 млн. человек в год. Только в России в среднем в год возникает 100-150 опасных климат погодных явлений. В связи с этим возникла необходимость создания в разных странах государственных и международных органов и служб, которые бы занимались вопросами анализа и прогноза динамики окружающей среды.
Пример. Служба цунами, служба тайфуна и служба погоды.
Служба погоды в России ведет свое начало с 1834 года. По распоряжению Николая 1 при корпусе горных инженеров была создана "Нормальная обсерватория", по инициативе которой начались регулярные метеорологические и магнитные наблюдения.
В глобальном масштабе бюджет национальных служб составляет примерно 4 млрд. долларов, а выгода, которую приносит эта служа колеблется в пределах 20-40 млрд. долларов. Причем это соотношение в разных странах различно. В Китае в 80-ые года эта выгода менялась от 1/15 до 1/20, а в 90-ом году 1/39. В России это соотношение колебалось от 1/7 до 1/15.
В ряде работ (Бугаева, Жуковского. Томсона) отмечается, что качество метеорологического обеспечения отраслей возможно в том случае, если прогнозисты достаточно полно изучили особенности работы потребителя, степень влияния тех или иных погодных условий на деятельность этих организация. Часто потребителю необходима только та информация, которая непосредственно оказывает влияние на выполнение тех или иных производственных операций. С другой стороны потребитель должен отводить метеорологическую информацию, как природному ресурсу столь же важную роль, как и другим вещественным компонентам современного производства.
В настоящее время метеорологическая информация приобретает значимость универсального природного ресурса, поскольку она входит в число основных расчетных параметров при выборе оптимальных производств плана проекта сооружений, маршрута движения и иных хозяйственных мероприятий.
Гидрометинформация представляет собой природные ресурсы особого рода, поскольку она описывает состояние гидрометсреды как необходимого и общепринятого фактора развития экономики. Гидрометслужба не участвует сама в создании материального производства, но участвует в сохранении материальных ценностей. Сами по себе метеорологические сведения: будь - то режимный материал, справки или оперативные прогнозы, любые рекомендации, непосредственного влияния на экономику не оказывают. Они приобретают практическую значимость в процессе их целенаправленного использования при принятии хозяйственных решений. Поэтому реальный экономический эффект, получаемый потребителем от гидрометинформации зависит не только от ее качества, полноты, достоверности и заблаговременности, но и от того как эта информация используется при управлении производством.
Практически нет такой отрасли экономики, которая бы прямо или косвенно, постоянно или временно. не испытывала бы на себе влияния метео условий.
Прямое влияние метеоусловий проявляется тогда, когда выполнение производств или хозяйственных работ непосредственно зависит от метеоусловий. В связи с чем эти отрасли требуют сведения как о текущих, так и о прогнозируемых гидрометеорологических условий.
Косвенное влияние метеоусловий - это когда производственный процесс ставится в зависимость не прямо, а зависит от побочных операций, непосредственно зависящих от погоды. Например, когда работа в цеху не зависит от погоды, но при этом транспортировка сырья, обеспечение энергоснабжения зависит от погоды.
Все отрасли являются потребителями метеорологической информации.
Метеоинформация - это сведения о фактической и прогнозируемой погоде: это временные и пространственные характеристики атмосферы, это климатические данные из ежегодников, справочников, атласов.
Поставщиком информации является федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также ее производственные и НИИ.
Обычно различают оперативную и нормативную формы метеорологического обеспечения.
Оперативное обеспечение - это обеспечение фактическими сведениями и прогнозами погоды все заинтересованные органы. Обычно эту информацию предоставляют отделы краткосрочных и долгосрочных прогнозов Росгидрометцентра, а также территориальных и областных центров, а также авиаметеорологических станции и гидрометеорологических станции.
Нормативное обеспечение заключается в предоставлении климатических характеристик самого различного назначения. Это средние, экстремальные значения, это комплексы метеорологических величин и явлений.
Эти данные широко используются в перспективном планировании промышленном и жилищном строительстве. Цель - построить объект более долговечный и менее зависящий от погодных условий.
Требования гидрометеорологической информации непрерывно растут, повышаются требования к точности, к оправдываемости прогнозов. Возникает потребность в информации о новых элементах. Например, информация об изменениях состояния среды, вызванных антропогенным воздействием, нарушение озонового слоя, загрязнение окружающей среды.
Основной задачей гидрометеорологии был и остается прогноз погоды и его использование разными отраслями хозяйства. Качество прогноза погоды зависит от совершенствования теории, положенной в основе метода прогноза. Для практической реализации метода нужна организация и функционирование целого ряда систем, которые и составляют службу погоды.
Такими системами являются:
1. Гидрометеорологическая наблюдательная сеть, т.е. система получения данных наблюдений о состоянии всей толщи атмосферы, деятельного слоя океана и подстилающей поверхности. Все эти данные и составляют первичную информация.
2. Система передачи гидрометинформации по каналам связи от пунктов наблюдения до центров анализа.
3. Система первичной обработки. контроля и анализа гидрометинформации. Этими вопросами занимается технический персонал. Это обработка карт, построение АД и т.д., т.е. вторичная информация.
метеорологическое обеспечение отрасль экономика
4. Система составления гидрометпрогнозов различной заблаговременности. Это прогноз карт будущего положения, штормовые предупреждения и т.д. Это также вторичная информация.
5. Система обслуживания. Т.е. предоставление оперативной и прогностической информации потребителю.
Рассматривая гидрометслужбу, как информационную систему необходимо отметить в работе ее подсистем различные уровни:
1. Первый нижний уровень - это система наблюдательных станций
2. Территориальные и региональные центры, где проводится анализ материалов, составляются местные прогнозы и дается оценка окружающей среды на территории каждого центра. В России три региональных центра: Москва, Новосибирск и Хабаровск.
3. Третий верхний уровень - это мировые центры: Москва, Вашингтон, Мельбурн. Главным образом дается оценка состояния окружающей среды в национальном и глобальном масштабах.
Гидрометеорологическая информация представляет количественные характеристики среды, в которой происходит вся производственная деятельность человека. Поэтому требования к этой информации многообразны и не могут быть едины для разных отраслей.
Цели использования гидрометинформации:
1. Перспективное планирование, развитие отраслей хозяйства и планирование размещение производительных сил. Для этого необходима информация о вероятно будущем (на десятки или даже одну - две сотни лет) состоянии природной среды: об ожидаемых средних значениях гидрометвеличин и явлений и об вероятном появлении экстремальных (критических) значений.
2. Техническое проектирование конкретных объектов, а также планирование конкретных мероприятий. Для этого требуется такая же информация, как и в первом случае, но с большей точностью величин, для совершенно определенных ограниченных территорий, пунктов или трасс. Эта информация может основываться как на справочных данных, так и на специальных наблюдениях в течении 2 - 3-х лет.
3. При эксплуатации объектов хозяйства. Это, например, выпуск в рейс самолетов, посев с/х культур, обслуживание плотины и т.д. Для этого используются как фактическая информация. так и прогностическая. Также используются как среднеклиматические, так и экстремальные значения.
4. Прогнозы всех видов. Для этого нужно знание экстремальных значений метеовеличин, во избежание ошибок при прогнозе. Также необходима оперативная информация.
В силу особенностей своей технологии различные области предъявляют разные требования гидрометинформации. По предъявляемым требованиям все отрасли могут быть сгруппированы:
1. авиация,
2. промышленное и гражданское строительство,
3. наземный транспорт,
4. с/х,
5. морское гидротехническое строительство и судоходство,
6. рыбное хозяйство,
7. гидроэнергетика и водоснабжение,
8. ирригация (осушение) и мелиорация (орошение),
9. транспортные пути и коммуникации,
10. коммунальное хозяйство,
11. речной флот и лесосплав
12. курортно - санаторные учреждения и зоны отдыха.
1. Гидрометпрогнозы
Прогнозирование - это есть научное исследование о перспективах развития какого-либо явления или процесса.
Задачей метеорологических прогнозов является определение возможных состояний погоды или процесса в атмосфере в будущем, основываясь на тенденции их развития в прошлом и настоящем.
В зависимости от времени на которое разрабатывается прогноз, все прогнозы делятся на:
1. Прогноз текущей погоды (наукастинг). Это описание текущей погоды и прогноз метеорологических параметров на период до двух часов.
2. Сверх краткосрочный прогноз. Это прогноз на период до 12 часов.
3. Прогноз метеорологических параметров от 12 до 72 часов (на трое суток).
4. Средне суточный прогноз, прогноз от 3 до 10 суток.
5. Внутри месячный прогноз (увеличенной заблаговременности от 10 до 30 суток).
6. Долгосрочный прогноз (от 30 суток до 2-х лет).
7. Сверх долгосрочный прогноз, свыше 2-х лет (прогноз климата).
Прогнозом погоды называется описание по определённой территории, маршруту или населённому пункту на определённый отрезок времени ожидаемых погодных условий.
Форма представления прогнозов погоды может быть различной:
1. В виде текста
2. В виде таблицы
3. Графическая форма
Прогнозы в виде текста используются для информации населению и некоторых отраслей хозяйства.
В табличной (закодированной) передаются по каналам связи.
В графическом виде оформляется в виде карт или графиков.
В зависимости от назначения прогнозы разделяются на:
а) Общего пользования, которые содержат перечень основных метеорологических величин и явлений. Предназначены для использования населением и организациями которые не требуют специального обслуживания.
б) Специализированные, которые содержат те величины и явления которые необходимы только для данной отрасли (Ж/Д транспорта, морского транспорта, С/Х).
Терминология прогнозов определяется специальными наставлениями, где указан перечень метеорологических величин, явления, порядок.
Формулировка прогнозов должна быть достаточно определённой, конкретной. В зависимости от количества прогнозируемых характеристик, прогнозы могут быть индивидуальными. Это когда прогнозируется какая либо одна метеорологическая величина или явление. И прогнозы могут быть комплексными это когда прогнозируется несколько метеорологических величин и явлений.
Количественные прогнозы - ошибка которых может быть оценена числом (t, f).
Качественные - малооблачные (это прогноз формы облаков).
По степени точности прогнозы разделяются на методические и неметодические, стандартные.
Методические - результата применения определённого физически обоснованного метода.
Неметодические (формальные) - они не требуют никакой аналитической работы или расчёта. Они делятся на случайные, инерционные, климатологические. Они используются для сравнения с методическими.
а) Случайный прогноз составляется без использования какой-либо методики. Случайно выбирается какое либо значение метеоэлемента или явления. Такие прогнозы не требуют метеорологической информации.
б) Инерционные прогнозы. Это прогнозы в которых указывается (сохраняется) исходное состояние погоды. Дело в том, что атмосферные процессы обладают определённой инерционностью. Это самый простой прогноз который учитывает текущую погоду, но с увеличением заблаговременности оправдываемость этих прогнозов уменьшается и ошибка приближается к ошибке случайных прогнозов. Причём если процессы циклонические т.е. с быстрой сменой воздушных масс, фронтов, то эти прогнозы имеют низкую оправдываемость. При Антициклонических процессах оправдываемость довольно хорошая.
в) Климатологические прогнозы - когда в качестве прогностической величины берётся среднее многолетнее значение (норма). Для его составления не надо специальной работы синоптика, а надо знать климатический справочник.
По формулировке прогноза делятся:
1. Категорическую
2. Вероятностную
Категорические содержат утверждение о том какая ожидается погода. Она ожидается в виде числа или качественной характеристики. Почти все прогнозы в нашей стране в категорической форме.
Вероятностные - когда даётся вероятностное значение того или иного явления.
Оценка оправдываемости единичных суточных прогнозов погоды и их уточнений
Краткосрочные прогнозы погоды общего пользования составляются на период от 12 до 72 часов. В суточных прогнозах погоды и их уточнениях указывается облачность, осадки, явления, скорость и направление ветра, температура воздуха.
В прогнозах кроме авиационных разрешается не указывать облачность. если ожидается снег, метель, сильный ветер. При прогнозе осадков указывается их фазовое состояние, их количество и продолжительность. Если в прогнозе указана небольшая облачность или малооблачная погода термин без осадков можно не использовать.
Из явлений указываются: поземок, метель, низовая метель, пыльная буря, туман, шквал, град, гололед, изморозь, налипание мокрого снега, гроза, гололедица на дорогах. Суточные прогнозы погоды составляются и оцениваются раздельно по пункту и по территории, а на последующие двое суток только по территории.
Оправдываемость прогноза определяется путем сравнения прогностической погоды с данными наблюдений метеорологических станций. Для этого по территории выбирается единая, равномерно расположенная сеть станций. При оценке прогнозов, помимо наблюдений метеостанций и постов, привлекаются станции МРЛ, станции других ведомств, а также сообщения от органов МЧС.
Оценка оправдываемости (%) по пункту и территории проводится в соответствии со следующими положениями:
1. Для оценки прогноза по пункту, где предусмотрено ОЯ, применяется альтернативная оценка. т.е. оправдался (100%) или не оправдался (0%).
2. Если наблюдавшееся ОЯ было предусмотрено прогнозом, то прогноз считается оправдавшимся (100%) даже в тех случаях, если прогноз по температуре и осадкам не оправдался.
3. Если ОЯ не было предусмотрено прогнозом или если ОЯ прогнозировалось, но не наблюдалось, то весь прогноз считается не оправдавшимся (0%), даже если оправдались прогнозы темп, осадков и ветра.
4. Если в пункте одновременно наблюдались несколько ОЯ и хотя бы одно из них было предусмотрено прогнозом, то весь прогноз считается оправдавшимся. Если же прогнозировалось одно ОЯ (например ураганный ветер), а наблюдалось другое (сильные осадки), то весь прогноз считается не оправдавшимся.
5. Если в прогнозе на сутки по пункту не предусматривалось и не наблюдалось ОЯ и они были или не были, то прогноз считается оправдавшимся.
Оправдываемость прогноза как на ночь, так и на день определяется как среднее из оправдываемости температуры, осадков, явлений погоды и ветра.
Оправдываемость температуры воздуха:
| Отклонение | 2 | >2 |
| Оправдываемость | 100% | 0 % |
Оправдываемость факта выпадения осадков
| Прогноз | Фактические данные | |
| б/о < 0,2 | > 0,3 | |
| Без осадков | 100 % | 0 % |
| Осадки (> 0,3) | 0 % | 100 % |
Оценка оправдываемости отдельных метеорологических величин и явлений погоды
В ряде случаев бывает необходимо дать оценку оправдываемости прогнозов отдельного явления погоды или отдельно какой-то величины. По сути дела это оценка метода прогноза. В этом случае необходимо определять оправдываемость, которая определяется по всему ряду прогнозов (месячных, сезонных или годовых. Такая оценка оправдываемости показывает качество применяемого метода прогнозирования метеорологической величины и явления.
В зависимости от числа возможной градации все прогнозы делятся на: альтернативные и многофазовые.
Альтернативные (двух фазовые) - содержит одно из двух условий погоды. Либо наличие данного явления или его отсутствие.
Оценка этих величин или явлений производится по большому количеству прогнозов. Все составленные прогнозы в целях удобства оценок распределяются в матрице сопряжённости (таблица оправдываемости прогнозов). В эту таблицу заносится число случаев прогнозов (
Таблица 1
Таблица оправдываемости прогнозов (матрица сопряжённости)
| | | ||||
| | | … | | | |
| | n11 | n12 | … | n1m | n10 |
| | n21 | n22 | … | n2m | n20 |
| … | … | … | … | … | … |
| | nn1 | nn2 | … | nnm | nn0 |
| | n01 | n02 | … | n0m | N |
Таблица 2
Таблица оправдываемости альтернативных прогнозов
| | | ||
| | | | |
| (явление наблюдалось) | n11 | n12 | n10 |
| (явление не наблюдалось) | n21 | n22 | n20 |
| | n01 | n02 | N |
n11 - Это число случаев оправдавшихся прогнозов наличия явлений - явление прогнозировалось и наблюдалось.
n22 - Число случаев оправдавшихся прогнозов отсутствия явлений - явление не прогнозировалось и не наблюдалось.
n12 - Число случаев не оправдавшихся прогнозов отсутствия явления т.е. явление не прогнозировалось но наблюдалось (это ошибка риска).
n21 - Число случаев не оправдавшихся прогнозов наличия явление т.е. явление прогнозировалось, но не наблюдалось (Это ошибка страховки).
n10 - Общие число случаев наличия явления.
n20 - Число случаев отсутствия явления.
n01 - Число случаев прогноза наличия явления.
n02 - Число случаев прогноза отсутствия явления.
N - Общее число случаев.
Для того чтобы оценить оправдываемость прогнозов следует рассчитать ряд показателей (критериев).
Оправдываемость метеорологического прогноза - это совпадение соответствия прогнозируемых и фактических условий погоды. Иногда термин оправдываемость заменяют успешность прогнозов.
В настоящее время применяются следующие критерии оценки оправдываемости прогнозов:
1. Общая оправдываемость прогнозов
2. Оправдываемость случайных климатических, инерционных прогнозов
3. Критерий надёжности прогнозов по Богрову Н.А.
Если Н = 1 все прогнозы оправдались, если Н = 0 прогноз имеет случайное распределение, если Н = - 1 все прогнозы ошибочны. Иногда
Н ≥ 0,6 то этот метод имеет право на существование.
4. Критерий точности прогнозов по А.М. Обухову
5. Критерий оправдываемости прогнозов по Петерсону
6. Количество прогностической информации
7. Информационные отношения и другие
Пример построения таблицы сопряжённости альтернативного методического прогноза.
Для этого составляется сводная таблица результатов прогнозирования. В качестве примера рассмотрим суточные прогноза гололёда по Саратову за январь-март, ноябрь-декабрь 2002 года
| Даты | I | II | III | XI | XII | |||||
| П | Ф | П | Ф | П | Ф | П | Ф | П | Ф | |
| 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 5 | - | - | - | - | - | + | - | - | + | + |
| 6 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 7 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 8 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 9 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 10 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + |
| 11 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 12 | - | + | + | + | - | - | - | - | - | - |
| 13 | - | + | + | - | - | - | - | - | - | - |
| 14 | - | + | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 15 | + | + | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 16 | + | + | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 17 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 18 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 19 | - | - | - | - | - | - | - | - | + | - |
| 20 | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 21 | - | - | - | - | - | + | - | - | - | - |
| 22 | - | - | - | - | - | + | - | - | - | - |
| 23 | - | - | - | - | - | - | + | + | - | - |
| 24 | + | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 25 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 26 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 27 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 28 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 29 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 30 | - | - | | | - | - | - | - | - | - |
| 31 | - | - | | | - | - | - | - | - | - |
№1. Таблица оправдываемости прогноза (методического) гололеда
| | | ||
| | | | |
| (явление наблюдалось) | 5 | 7 | 12 |
| (явление не наблюдалось) | 4 | 136 | 140 |
| | 9 | 143 | 152 |
№2. Таблица оправдываемости случайного прогноза гололеда
| | | ||
| | | | |
| (явление наблюдалось) | 1 | 11 | 12 |
| (явление не наблюдалось) | 8 | 132 | 140 |
| | 9 | 143 | 152 |
Используя таблицу оправдываемости для методического прогноза №1, исходя из случайного распределения частот строится таблица оправдываемости для случайного прогноза.
Рассчитать критерии оправдываемости:
Существующая система оценки оправдываемости краткосрочных прогнозов по их общей оправдываемости не очень эффективна т.к. она касается лишь оправдавшихся прогнозов наличия или отсутствия явления. А значимость ошибочных прогнозов эта оценка не учитывает.
Например, дается прогноз одного и того же явления двумя синоптиками.
Вывод: при одной и той же общей оправдываемости первого и второго синоптика, равного 94%, прогнозы второго синоптика более точны, поскольку число пропущенных явлений у него намного меньше, чем у первого. Это же подтверждается и оценкой критериев точности прогнозов.
Второй случай:
Вывод: Общая оправдываемость не является точным показателем. Следовательно надо создавать таблицы оправдываемости.
Существующая система оценки должна быть заменена на более эффективную, какой и может быть матричная система. Использование в оперативных прогнозах категорической формы менее эффективна, чем вероятностная.
Разговаривая о прогнозах следует отметить, что качество и ценность прогноза определяется их информативностью, полезностью и экономическим эффектом. Причем информативность и полезность предопределяет их экономический эффект.
Информативность оценивается количеством прогностической информации, причем речь идет не только о большем количестве прогнозируемых элементов и величин, а речь идет о большем дроблении прогнозируемой погоды на отдельные фазы.
Более информативные прогнозы позволяют глубже осмыслить возможность их практического использования.
Любая метеорологическая информация полезна, т.к. не только расширяет область познания, но и позволяет более направлено решать практические задачи. Причем полезность прогнозов возрастает по мере повышения их информативности. следует рассматривать познавательную или научную полезность прогнозов и экономическую. Для оценки научной полезности можно использовать некоторые критерии. Например, рассчитать среднюю квадратическую ошибку прогноза: чем она меньше, тем лучше прогноз. В производственной сфере во всех отраслях полезность прогноза определяется его экономической значимостью: это включает в себя экономический эффект и экономическую эффективность.
Проблема экономической полезности использования метеорологических прогнозов в настоящее время является достаточно актуальной, интерес к ней проявляется не только на уровне отдельных отраслей экономики, но и государства в целом, поскольку динамическое устойчивое развитие общества возможно при полном учете погодно - климатических ресурсов.
Однако, до сих пор, точность прогнозов, их содержательность еще не достаточно полно отвечает запросам производства. Причины разные: есть объективные, а есть субъективные.
Причины:
1. В природе атмосферных процессов еще многое остается не известным. Кроме того региональные и локальные факторы формирования погоды создают дополнительную сложность разработки прогнозов.
2. Количество и качество метеорологической информации постоянно растёт, но в прогностических целях используется только небольшая часть этой информации.
3. Уровень оценки прогнозов пока не отвечает требованиям сегодняшнего дня. Старые методы и способы прогнозирования часто заменяются новыми, поэтому число разработок растёт, но глубокого анализа не существует.
4. Содержательная часть прогнозов, отвечающая требованиям потребителя меняется очень медленно.
Полезность метеорологических прогнозов кроме всего прочего (выше пере) численных во много м зависит от полноты их использования. Полнота использования прогнозов определяется многими факторами:
1. Степенью зависимости потребителя от метеорологических условий.
2. Зависит от оправдываемости прогнозов, а значит и различного доверия к ним.
3. Заблаговременности прогнозов.
4. Экономическая полезность.
В целях повышения эффективности использования метеорологической информации необходимо:
а) Изучить чувствительность отрасли к погоде.
б) Значимость данной отрасли в общественном производстве.
Другими словами определить класс каждой отрасли.
В основу классификации могут быть положены два условия:
1. Вклад данной отрасли в национальный доход.
2. Степень подверженности данной отрасли хозяйства влиянию погоды.
В исследованиях выполненных в США установлен следующий порядок распределения отраслей:
| Порядковый номер | Отрасли |
| 1/13 | Рыболовный флот |
| 2/4 | Сельское хозяйство |
| 3/10 | Воздушный флот |
| 4/12 | Лесная промышленность |
| 6/7 | ЖД и автотранспорт |
| 7/11 | Водный транспорт |
| 8/5 | Производство энергии |
| 9/2 | Торговля |
| 10/6 | Коммуникации |
| 11/8 | Отдых, туризм, развлечения |
| 12/1 | Легкая промышленность |
| 5/3 | Строительство |
Числитель - это порядковый номер отрасли в зависимости от погоды, а знаменатель - это значимость отрасли в национальном доходе или в общественном производстве.
Как видно из таблицы отрасли наиболее подверженные влиянию погоды занимают, как правило, последние места в перечне значимости их в национальном доходе, за исключением сельского хозяйства.
Можно выделить класс по отношению разностей.
где
История оправдываемости прогнозов
В 30 - ые годы суточные методические прогнозы оправдывались только на 5 - 7 % лучше инерционных. После внедрения карт барической топографии оправдываемость прогнозов возросла только на 10 - 15% по отношению к инерционным. Использование численных методов и составление численных прогностических карт способствовало повышение оправдываемости на 18 - 20%. В последние 50 лет оправдываемость возросла на 35% и в настоящее время составляет 85 - 90%.
Прирост каждого процента сейчас очень дорого обходится и получить его очень трудно, поэтому в ближайшем будущем успешность прогнозов достигнет стабилизации. Этот стабилизационный порог приведет к тому, что главное внимание будет обращено не на качество прогнозирования, а на то, как эти прогнозы оптимально использовать. другими словами, прогнозы должны получить завершенность в виде рубля, т.е. перевести их на язык экономики.
Синоптик обязан понимать экономический смысл прогнозов и принимать участие вместе с потребителем в принятии решений, которые обеспечивали бы потребителю наибольший выигрыш или наименьшие потери в соответствии с ожидаемой погодой.
Существует целевая федеральная программа "Экономики природно - климатического природопользования".
В РГГМУ Л.А. Хандошко провел оценку критериев оправдываемости прогнозов погоды (Н, Q, v) по целому ряду явлений, по большой территории и картировал этот материал. По всем критериям выделились одни и те же районы повышенной и пониженной оправдываемости прогнозов погоды.
· Районы повышенной оправдываемости прогнозов:
1. СЗ, Белоруссию.
2. Северный Кавказ и Кубань.
3. Заволжье.
· Зона пониженной оправдываемости прогнозов:
1. Украина, граница Низкого и среднего Поволжья, на Урал.
2. Ложбина вытянута на СВ (район Архангельска).
Тут низкие значения для гроз, заморозков, ветра и др.
Такое распределение оправдываемости прогнозов обусловила сама природа этого региона, а именно региона повышенной сложности прогнозирования. Широтное положение зоны ПСП (повышенная сложность прогнозирования) в основном совпадает с осью Воейкова, ориентированной от Молдавии на юг Урала.
Ось Воейкова - это некоторая переходная зона климатического раздела преобладания циклонических процессов к северу от оси и антициклонических к югу.
Вдоль этой линии ориентирован также максимум индекса континентальности по Хромову. Т.о. с точки зрения климатического обобщения климатических процессов, в зоне ПСП должна отмечаться достаточно быстрая и высокая сменяемость погоды, что и осложняет ее прогнозирование.
Рисунок
С точки зрения синоптических процессов, зона ПСП - есть переменная полоса, вдоль которой отмечается пересечение траекторий ныряющих и южных циклонов. Прогноз самих траекторий. имеющих вид параболы, вызывает уже трудности.
Как при ныряющих, так и при южных циклонах наблюдается быстрый переход от циклонической погоды к антициклонической.
Оценка экономической полезности прогнозов
Экономическими показателями, определяющими целевое использование метеорологической информации являются: убытки или потери по метеорологическим причинам, предварительные затраты на предупредительные меры и прибыль (доход или экономия, получаемая потребителем, но все это за счет правильного использования метеоинформацией).
Убытки (потери) по метеопричинам - это любые материальные потери или финансовые затраты, связанные с неблагоприятными условиями погоды или неумелым использованием благоприятной погоды.
Убытки классифицируются на:
1. Возможные
2. Предотвращенные
3. Реальные
4. Потенциально предотвратимые
5. Не предотвратимые
Величина реальных убытков зависит от интенсивности погодных явлений, чувствительность потребителя к неблагоприятной погоде, масштабов объекта и его стоимости, заблаговременности предупреждений и оправдываемости прогнозов.
Предотвращение убытков по метеорологическим причинам требует предварительных затрат. Такие затраты проводятся как в системе Росгидромета, так и самим потребителем информации.
Для разработки всех видов прогноза необходима обширная, постоянно обновляющаяся текущая информация.
Общая стоимость прогноза за сутки определяется по формуле:
Стоимость суточного прогноза погоды на 2001 год составляла 462 руб., стоимость штормового предупреждения 550 руб., на трое суток 580 руб.
Потребитель получает прогностическую информацию ежедневно, а в случае угрозы опасных явлений - предупреждения о них. Все затраты на прогностическую информацию предусматривает предотвращение или снижение потерь по метеорологическим причинам. Это значит потребитель, получая штормового предупреждения о ОЯ, принимает необходимые производственные решения, включающие и защитные меры. В качестве защитных мер выступают определенные заградительные сооружения, прекращение отдельных видов работ, защита с/х угодий от градобития и т.д.
Эффективность защитных мер может быть оценена через отношение:
Если
Предотвращенные убытки рассматриваются и оцениваются через их стоимость, которая выражается либо в рублях, либо в натуральном измерении.
Если потребитель не пользуется метеоинформацией или ей пренебрегает, то он несет наибольшие потери в следствии не учета погоды. Использование прогнозов позволяет ему избежать непредвиденных потерь, хотя в реальных условиях потребитель несет потери как по вине прогнозиста, допускающие ошибки пропуска или ошибки страховки, так и по собственной вине при недостаточной организации защитных мер.
Для оценки экономической полезности метеорологических прогнозов рекомендуется составлять матрицу потерь:
Матрица потерь при альтернативном прогнозе
| | | |
| | | |
| | S11 | S12 |
| | S21 | S22 |
Ориентируясь на прогноз неблагоприятной погоды потребитель принимает защитные меры. стоимость которых S11. Наступила действительно неблагоприятная погода. Стоимость защитных мер - оправданная.
При тех же начальных условиях (при прогнозе неблагоприятной погоды), а фактически она оказалась благоприятной, принятые меры оказались неоправданные, а и стоимость составила S21. Но S21 - это стоимость неоправданных затрат, т.е. потери.
Потребитель ориентируется на благоприятную погоду, не предпринимая ни каких мер, а действительности погода была не благоприятной, в этом случае неизбежны потери, стоимость которых S12.
При той же ориентации на благоприятную погоду и ее осуществление, потери по метеорологическим причинам S22 отсутствуют и равны 0.
Один и тот же потребитель может иметь несколько матриц потерь, в зависимости от количества явлений. Например, для авиации обычно строят матрицы потерь по 4 характерным состояниям погоды: высоте нижней границе облаков, видимости, скорости ветра и грозам.
В морском порту строятся матрицы, связанные со скоростью ветра, видимостью.
Основными параметрами или характеристиками экономической полезности являются экономический эффект от использования прогнозов
Экономический эффект - это часть сбереженных материальных средств, за счет использования прогнозов за вычетом затрат
В качестве сбереженных материальных средств, которые могут быть выражены в стоимостной форме, принимается выражение:
где
В конечном итоге, экономический эффект выглядит следующим образом:
где
Экономическая эффективность - отношение экономического эффекта к затратам на его получение. Величина эта безразмерная.
Например,
Пример, рассчитать экономический эффект и экономическую эффективность от прогноза метелей для строительных организаций Саратова.
Найти таблицу оправдываемости случайных прогнозов?
Матрица потерь:
Стоимость прогноза 462 руб.,
Потребители метеорологической информации
Служба погоды в системе Росгидромета и конкретные потребители прогнозов (с/х, транспорт и т.д.) образуют научно - производственную систему потоков информации. С одной стороны это оперативная прогностическая информация, с другой стороны экономическая характеристика конкретного потребителя, выраженная в виде затрат на защитные меры и прямые потери по погодным условиям.
Потребитель обобщает результаты, использования прогнозов и выдает информацию об их экономической полезности. В зависимости от производственной специфики определяется некоторый оптимальный состав метеорологической информации для данной отрасли.
Все многообразие потребителей можно разделить на 3 класса, в зависимости от производственного эффекта, полученного при использовании прогнозов:
1. Потребитель, при пользовании прогнозом, ориентируется на предотвращение прямых потерь, связанных с разрушением, затоплением, возвратами, простоями и т.д. Примером является использование прогнозов боры в районе Новороссийска.
2. Потребитель ориентируется на сокращение эксплуатационных затрат, например сокращением времени выполнения того или иного вида работ, сокращением энергоресурсов, материалов. К таким потребителям относятся все виды транспорта и особенно коммунальное хозяйство.
3. Потребитель, при получении прогноза, ориентируется на получение дополнительной выгоды, это прежде всего с/х, морской флот, лесное хозяйство и т.д.
Потребитель постоянно ощущает возрастающую ценность прогнозов, но часто дело ограничивается лишь пониманием этого, поскольку существует толкование о малозначимости метеоинформации в производстве. Кроме того, иногда, проскальзывает мысль о всепогодности некоторых видов производства, в частности транспорта.
Потребитель должен знать, что прогноз - это повседневный научный продукт, это результат огромных людских, научных затрат, материальных и финансовых ресурсов. Поэтому потребитель же должен учитывать, что представленная в прогнозах информация требует не просто обязательных компенсационных затрат, а многократно большего возврата их в любой материальной форме.
2. Специализированное метеорологическое обеспечение отдельных отраслей экономики
Метеорологическое обеспечение транспорта
Транспорт - особая сфера в материальном производстве. Он представляет самостоятельную отрасль народного хозяйства, осуществляя перевозки, тем самым связывает в единое целое различные отрасли хозяйства, являясь поставщиком сырья, топлива, промышленной и пищевой продукции.
Все виды транспорта образуют единую транспортную систему, не зависимо от формы собственности и отраслевой принадлежности. По экономической значимости виды транспорта выстраиваются следующим образом: ж/д, морской, автомобильный, речной, воздушный, нефтепроводной, газопроводной. Работа всех видов транспорта существенно зависит от природных факторов, а именно, географической и гидрометеорологической среды.
Географическая среда обуславливает географию транспорта, а именно пункты базирования и систему маршрутов. Гидрометеорологическая среда существенно влияет на пропускную и провозную способность наземного, водного и воздушного транспорта.
Железнодорожный транспорт
Это основной вид транспорта в России. Общая протяженность российских дорог составляет более 80 тыс. км. На долю транспорта приходится более 65% суммарного грузооборота и около 42% пассажирского. В настоящее время, в связи со значительным сокращением воздушного движения роль железнодорожного транспорта еще более выросла. Ж/д транспорт - это разветвленная сложная отрасль народного хозяйства, которая в значительной мере зависит от условий погоды. Это связано с тем, что в связи с относительно небольшими скоростями движения, составы могут подвергаться резким изменениям погоды, по мере пути следования.
С другой стороны этот вид транспорта не имеет необходимой погодной маневренности, он привязан к ж/д путям и к ж/д станциям, в отличии от воздушного или морского транспорта.
Ж/д транспорт включает в себя целый ряд служб, основные из них: служба движения (перевозка пассажиров и грузов), локомотивная служба, служба путей, служба сигнализации и связи, служба электрификации, пассажирская служба, служба вагонного хозяйства, служба контейнерных перевозок и коммерческой работы. Главная задача всех служб обеспечить бесперебойное и безопасное движение и выполнение этих задач во многом зависит от состояния гидрометеорологической среды, т.к. работа почти всех служб проходит на открытом воздухе. Наиболее сложные условия работы наблюдаются в холодный период, и особенно зимой. Снегопады, метели на ж/д путях вынуждают снижать скорость движения, а иногда и прекращать полностью, что вызывает нарушение графика движения поездов.
Снег на путях накапливается как в период снегопадов, так и при метелях. Но если при снегопаде слой снега покрывает равномерно ж/д полотно, то при метелях образуются сугробы. Если его не убирать с путей, то плотные отложения. толщиной больше
На борьбу со снежными заносами тратятся большие денежные средства, поэтому при ожидаемой по прогнозу общей метели организуется уборка снега, для чего требуется дополнительное количество рабочих и снегоуборочной техники. Борьба со снегом на станциях организуется по заранее разработанному оперативному плану.
Снегопады и метели особенно затрудняют перевод стрелок.
Гололедные и изморозевые отложения нарушают нормальную работу линий связи (дождь, морось, туман), вызывает утечку токов в землю и тем самым снижают слышимость до полного прекращения. Отложения твердых осадков на проводах также понижают слышимость и создают перегрузку, что может сопровождаться обрывом проводов и поломкой опор.
При сильном ветре может произойти касание проводов и их пережег. Кроме того сильный ветер снижает скорость движения.
Ухудшение видимости из - за осадков, тумана, метели до
Сильные грозы нарушают работу линии электропередачи и связи, возможно нарушения подстанций и различной аппаратуры.
Большое влияние на работу ж/д транспорта оказывает температура воздуха. При отсутствии снежного покрова ранние и длительные морозы вызывают понижение температуры земляного полотна, что может вызвать замерзание грунтовых вод и вспучивание грунта. Кроме того, сама температура непосредственно оказывает влияние и на рельсы.
Выделены следующие пороговые значения температуры воздуха:
Опасны высокие температуры, выше 25о, и низкие, ниже - 25о. При высоких (если это несколько дней подряд) происходит удлинение рельсов и выброс рельсов. При низких температурах, наоборот, происходит укорачивание рельсов, увеличение зазоров, разрыв стыков и излом рельсов.
Температура рельсов определяется по формуле:
Зимой температура рельсов определяется, исходя из след условий: при безоблачном небе и слабом ветре температура рельсов ниже минимальной температуры воздуха на 3о
При антициклональной погоде и штиле. то поправка достигает 5о.
При облачной погоде, туманах, сильном ветре температура рельсов равна температуре воздуха.
Температура оказывает влияние и на состояние проводов. При - 30о и ниже из - за сокращения длины провода, могут произойти обрывы проводов, а при высоких температурах провода могут провиснуть, а при ветре могут касаться друг друга, а следовательно короткое замыкание.
Низкие температуры и резкие перепады осложняют работу локомотивов.
К опасным явлениям относятся также паводки на реках, заторы, зажоры, которые приводят к значительным подъемам уровня воды.
К НЯ и ОЯ для ж/д транспорта относятся: снегопады (
Метеорологическое обеспечение ж/д транспорта осуществляется дорожными геофизическими станциями (ГФС) и метеорологические станции, которые относятся к региональным управлениям дорог.
Оперативное метеорологическое обслуживание включает в себя:
1. Регулярную метеорологическую информацию о текущем состоянии погоде по обслуживаемой железной дороге
2. Особая роль отводится прогнозам и шторм предупреждениям. Разрабатываются полусуточные и суточные прогнозы по отдельным участкам и пунктам дороги, штормовые предупреждения, заблаговременностью не менее 4 - 6 часов, с указание района ожидаемого явления, времени его начала и интенсивность. А также прогнозы погоды на 3 - 7 суток, месяц, которые позволяют руководству планировать характер будущей работы, а именно диспетчерам изменять между дорожный план формирования поездов, изменять маршрутные движения товарных поездов, выбирать маршруты для скоропортящихся грузов. К пассажирским составам, идущим в области с нелетной погодой, прицеплять дополнительные вагоны.
Детализация прогнозов по отдельным участкам дороги позволяет рационально использовать рабочую силу, транспорт для борьбы с опасными явлениями (особенно снежными заносами). Надо отметить, что климатическая нормативная информация тоже нужна. Она нужна, прежде всего, для составления зимнего и летнего расписаний. Кроме того, при проектировании строительства железных дорог, при проектировании мостов и т.д. нужна климатическая информация о ветровом, метелевом режимах, осадках, гидрометеорологическом режиме, а также о экстремальных температурах. Например, ветровой режим и сведения о метелях используются при возведении защитных сооружений, стоимость которых высокая. Отсутствие защиты от снегопадов приводит к большим затратам труда и средств на расчистку пути.
Для улучшения оперативного обслуживания ж/д необходимо знание географического положения участков (степень залесенности, рельеф, возможность лавинообразования, оползневые районы и т.д.). Вся метеорологическая информация с ГФС направляется в министерство путей и сообщений, начальнику отдела гидрометеорологии главного управления путей и сооружений и местным органам (МПС).
Ущерб от последствий НЯ и ОЯ складывается из затрат на ремонтные и восстановительные работы, убытков дороги, связанных с простоями грузовых и пассажирских поездов и убытков в социальной сфере (задержке пассажиров и грузов к месту назначения).
Использование гидрометинформации позволяет:
1. Уменьшить ущерб от ОЯ (своевременно мобилизовать рабочих и технику на расчистку дорог).
2. Принять вовремя защитные меры и предотвратить подтопление насыпи талыми водами, если использовать прогнозы, например о наступлении раннего интенсивного снеготаяния. В соответствии с получением прогноза (о резком повышении или понижении температуры) позволяет предотвратить выброс или разрыв рельс.
Использование метеоинформации позволяет снизить себестоимость перевозок и получит дополнительную прибыль:
1. За счет наращивания дополнительными вагонами составов, идущих в области нелетной погоды.
2. За счет изменения массы грузовых поездов с учетом направления и скорости ветра.
3. За счет выбора маршрута перевозок скоропортящихся грузов с учетом погодных условий.
Автомобильный транспорт
Автомобильный транспорт возник в конце XIX века и до конца Первой Мировой войны оставался транспортом местного значения. Тем не менее значение транспорта быстро растет и к началу 20 - х годов он начинает конкурировать с железнодорожным и водным. И в настоящее время является связующим звеном трех транспортных систем: ж/д, морского и речного.
Широко используются пассажирские и грузовые автомобили, однако перевозке грузов принадлежит основная роль в экономическом значении автомобильного транспорта. Основными факторами, определяющими его эффективное использование является: состояние дорог как федерального, так и местного значения, техническое оснащение дорог, и особое место занимает специализированное метеорологическое обеспечение транспорта. Специфика работы этого вида состоит в том, что в течении всего года транспортные операции проводятся на открытом воздухе. Особые условия для работы создаются в зимний и переходный периоды. Зимой трудности создают метели, снегопады, поземки, вызывающие заносы дорог, отложение гололеда на полотне создают возможности ДТП, ухудшение видимости из - за тумана, пыльных бурь, осадков приводят к сокращению скорости движения. Сильные ливни и дожди могут привести к разрушению и размыву полотна, особенно шоссейных дорог, затоплению низких участков дороги. И во все сезоны года опасным является ветер со скоростью 15 м/с.
В повседневных оперативных условиях необходима следующая метеорологическая информация:
1. Фактические данные о текущей погоде.
2. Суточные и полусуточные прогнозы как по городу, так и по автотрассам, а также прогнозы на 3 суток, период и месяц.
3. Предупреждения об ОЯ и НЯ.
4. Консультации и справки.
Составляемые прогнозы обычно детализируются в зависимости от характера ожидаемой погоды и местных физико-географических особенностей района, по которым проходит дорога. При описании дорог акцентируется внимание на рельеф, характер почв, лесистость, открытость отдельных участков дороги, пересечение рек и т.д. Прогнозы погоды и предупреждения, даваемые Гидрометцентрами поступают на производственные участки через диспетчерские службы. Но кроме этого составляются прогнозы на 10, 7 дней и 3 суток. На основании этих прогнозов осуществляется планирование и корректирование заданий автотранспортных предприятий. Если ожидается туман, метель, сильный мороз, автомашины и автобусы в дальние рейсы не допускаются. Этим предотвращаются задержки в пути пассажиров и водителей. При внезапной же отмене рейса водители простаивают, т.к. не всегда удается быстро занять их работой. Простой же оплачивается в размере 37% от среднего заработка, что является убытком для автопредприятий.
3. Гидрометеорологическое обеспечение морского и рыбопромыслового флота
Обеспечение безопасности мореплавания было главной задачей первых метеорологических служб, которые возникли еще до появления авиации. В России такая служба была создана для обслуживания портов Балтийского моря. В настоящее время главной задачей Росгидромета является метеорологическое обеспечение торгового и рыбопромыслового флота.
Еще одна более важная задача - это прогнозы и штормовые предупреждения, которые определяют возможность выхода в рейс кораблей и необходимость заблаговременного укрытия их в бухтах.
Как известно, основной задачей морского флота является перевозка пассажиров и грузов.
Выполнении е этих задач обеспечивается следующими службами:
1. Транспортными судами (пассажирскими и грузовыми).
2. Служебно-вспомогательными судами для буксировочных и ледокольных работ.
3. Техническим флотом, который обеспечивает поддержание необходимых глубин и содержание форваторов в портах.
4. Морскими портами, которые предназначены для обеспечения безопасности стоянки судов и погрузо-разгрузочных работ.
5. Судоремонтными предприятиями.
Морские порты по своему назначению разделяются на:
1. Торговые общего назначения, где ведутся погрузо-разгрузочные работы и пассажирские операции.
2. Специальные торговые порты, через которые проходит ограниченное количество грузов (лес, уголь, нефть, руда и т.д.).
3. Рыболовные порты, которые являются базой для обслуживания промыслового флота. В этих портах имеются холодильники и заводы по переработке рыбной продукции.
4. Порт - убежища, которые обеспечивают безопасный отстой судов при неблагоприятной погоде.
Обслуживание морских портов идет отдельно.
Стоимость задержания судов в портах при плохой погоде оценивается по формуле:
Неблагоприятные условия погоды оказывает значительное влияние на работу морского транспорта, а часто создают угрозу безопасности плавания судов. Плавание судов малотоннажного флота становится опасным при ветре 4 - 5 баллов. При 8-9 баллов (25 м/с) малотоннажный флот теряет управление и могут быть выброшены на берег. Получив прогноз или предупреждение о сильном ветре суда уходят в укрытие. Сильный ветер приводит к увеличению расхода топлива на судах, удлинению рейса, ветер более 10 баллов (более 28 м/с), а это уже опасен для судов любого водоизмещения. Такой ветер создает угрозу срыва с якорей судов, которые находятся на регги. Кроме ветра - туманы, плохая видимость из - за осадков или парения моря создают угрозу столкновения судов как во время плавания, так и при выходе и заходе в порты.
1. Метеорологическое обслуживание морского флота должно включать в себя регулярную и экстренную (штормовую информацию) о текущем состоянии погоды в обслуживаемом районе.
2. Составление и передачу прогнозов погоды на сутки, трое, период, месяц по районам деятельности флота.
3. Составление и передачу предупреждений об ОЯ.
Причем прогнозы погоды на сутки детализируются как по времени, так и по участкам районов в зависимости от условий погоды.
Маршрутные прогнозы обычно составляются на срок не более 3-х суток и передаются диспетчерским органам, которые и доводят до капитанов судов.
Заявки на маршрутные прогнозы должны быть поданы не позднее чем за 6 часов до выходов в рейс. В заявке указывается время выхода судна, период, на который составляется прогноз, маршрут следования, название судна.
Пример. Прогноз погоды по маршруту Астрахань - Баку от 15 часов 20 августа до 20 часов 22 августа 2007 года. В начале маршрута дождь, на участке Дербент - Баку туман, при видимости менее
К опасным явления погоды, о которых должны составляться предупреждения для морского флота относятся:
1. Для крупнотоннажного ветер 6 баллов и более и ухудшение видимости до
Метеорологическое обслуживание судов, которые находятся в море, осуществляется путем специальных передач через радиостанции с морского флота. Эти сообщения составляются Гидрометцентрами или морскими обсерваториями.
В очередных сообщениях передаются полусуточные, суточные, трехдневные прогнозы и консультации. Во внеочередных сообщениях передаются предупреждения об ОЯ, которые ожидаются на обслуживаемой акватории.
Для судов, находящихся в море информация поступает из разных стран, в зависимости от зоны ответственности. Обычно ОЯ передаются на судна из пункта базирования через радиостанции. Но по согласованию с ВМО эта информация может приниматься и от других пунктов.
Кроме этого, созданы особые службы гидрометобеспечения, например, в Атлантическом океане в определенных точках находятся специальные суда погоды, которые передают метеоданные ежечасно.
В северной части Атлантики существует служба международного патруля, который оповещает мореплавателей о границах распространения айсбергов и ледовых полей.
Самая сложная обстановка складывается в открытом море, и при ураганных ветрах и высоте волны до
| Стадия циклона | Высота волны (м) | Площадь (мили) |
| Волна | 3 - 4 | 200Ч200 |
| Молодой | 5 - 7 | 500Ч500 |
| Максимальное развитие | 8 - 12 | 1000Ч700 |
| Окклюдирования | 4 - 5 | 2000Ч700 |
Особо выделяется гидрометобеспечение проводки караванов судов по трассе северного морского пути с Баренцева моря до тихоокеанского региона.
Метеообеспечение рыбопромыслового флота
Рыбопромысловый флот ведет добычу рыбы и морепродуктов. Рыбопромысловые суда подразделяются на:
1. промысловые,
2. приемно - транспортные (рефрижераторы),
3. вспомогательные - это суда промысловой разведки, буксиры и спасатели.
Существует два вида промысла:
1. прибрежный, когда лов идет вдоль береговой зоны,
2. океанический, когда лов идет в открытых частях моря и океана.
Суда обычно располагают крупным дорогостоящим оборудованием лова, выход из строя которых - это большие убытки.
В морском промышленном рыболовстве ведущая роль отводится экспедиционной форме лова. Т.е. когда большое количество судов выполняет одновременно лов в течении длительного времени. Иногда это десятки судов, включая и рыбопромысловые базы.
Лов зависит от ситуации погоды. Ситуации могут наблюдаться очень сложные, когда требуются экстренные меры защиты, когда требуется прекращение работ и уход в безопасную зону. Добыча морепродуктов зависит от состояния погоды, и прежде всего ветра, видимости, ледовой обстановки и требует повышенной оперативности от службы безопасности и от службы прогнозов.
В соответствии с регистром разработан свод морских правил, по которым для каждого судна устанавливается штормовое значение скорости ветра, по достижении которого работа в море (или выход из порта) запрещены. При ветре 20 м/с и более малотоннажные суда теряют направление, а при 28 м/с создается опасность для всех судов.
Метеообеспечение рыболовного флота непосредственно в районе лова осуществляется оперативными синоптическими группами (ОСГ), т.е. это выездные группы. Это рационально выгодно, это выгодно, особенно в случае штормовой погоды.
В прибрежной зоне вылов рыбы часто имеет путинный характер, что вызвано массовым подходом рыбы к берегу и на короткое время. Например, известна сельдевая путина у берегов Сахалина, путина Хамсы в Керченском проливе.
Сроки наступления путины существенно зависят от гидрометеорологических условий, а именно только при определенном благоприятном сочетании температуры воздуха и воды, ледового состояния, скорости ветра, волнения, определенного уровня воды, лов может быть успешным. Поэтому требуется точная информация как о текущей, так и прогностической погоде.
При текущем состоянии погоды особое внимание обращается на температуру воды, уровень воды, направление и скорость течения, высота волн и ледовое явление.
Прогноз погоды по выше перечисленным характеристикам и явлениям дается для конкретных промысловых районов.
Обязательно даются предупреждения о опасных значениях волнения и ледовых условиях.
Рекомендации о маршрутах выхода из зоны интенсивного обледенения, особенно для малотоннажных рыболовецких судов.
Под промысловой погоды понимается наиболее благоприятная для лова погода.
Речной флот.
Современная речная сеть включает в себя: судоходные реки, каналы, водохранилища, озёра и заливы.
Речная водно-транспортная система в силу близости и доступности достаточна экономична и по пропускной способности аналогична ж/д транспорту.
В систему речного флота входят:
Транспортные суда, речные порты и пристани и объекты которые обеспечивают работу речных судов на маршруте.
Речной транспорт включает в себя:
Пассажирские, грузовые, самоходные и несамоходные суда.
по внутренним водным путям осуществляется перевозка разных грузов (нефтепродукты, строительные материалы, ископаемые и т. д). Специфика работ речного транспорта в том, что все виды работ проходят на открытом воздуха и зависят от условий погоды и состояния водной поверхности. Малые путевые скорости, недостаточная маневренность и сложность фарватера. При работе речного транспорта важно наличие укрытий и приподнятых берегов.
Сложность работы речного транспорта создают такие явления как:
1 Ветер,
2. Волнение,
3. Ухудшение видимости за счёт мороси, осадков, тумана,
4. Переход температуры через 0 градусов,
5. Начало устойчивых морозов и появление ледостава.
Ветер и волнение оказывают влияние на все виды речного транспорта и стационарные работы.
Гидромет обеспечением речного транспорта занимаются Гидрометцентры.
Информация включает в себя:
1. Текущие сведения о состоянии погоды
2. Прогнозы погоды по маршрутам и в районе речных портов
3. Предупреждение об опасных явлениях к числу которых относится прежде всего ветер силою 4 балла и более, предупреждение о шквалах и ухудшении видимости до 2-х км и менее.
Сводки и прогнозы погоды передаются диспетчерам которые и передают их на суда.
Если есть необходимость маршрутные прогнозы составляются по предварительным заявкам не позднее чем за 3-6 часов до выхода судна.
Метеорологическое обеспечение связи
Средства проводной связи широко применяются во всех отраслях хозяйства страны. По воздушным линиям связи осуществляется телефонная, телеграфная, фототелеграфная связь, передача вещательных программ, а также телесигнализация, телеуправление и т.д.
Бесперебойная работа связи, сохранность проводных линий в значительной степени зависит от условий погоды.
Чтобы уменьшить или исключить влияние метеоявлений на работу линий связи проводится переход от воздушных линий на подземные.
Что является опасным для линий связи? Это прежде всего изморозь и гололед. При отложении на проводах изморози или гололеда до
При ассиметричном отложении гололеда на проводах возникают такие опасные явления, как вибрация и "пляска" проводов. Вибрация и пляска проводов представляют собой собственные, близкие к вертикальным, движения провода в следствии ветра и различным по весу отложениям. Вибрация представляет собой колебания со сравнительно большой частотой (до 100 периодов в секунду) и возникает при слабом ветре до 5 м/с. Причем с диной волны до
Также к опасным явлениям для линий связи относится сильный ветер. (20 м/с и более). При сильном ветре происходит схлестывание проводов и в следствии этого замыкание. На провода попадают посторонние предметы. Так что заблаговременное предупреждение об усилении ветра дают возможность подготовить и выслать бригады и для профилактических работ, и для устранения аварий.
Еще одно явление - это грозы. Грозовые разряды вызывают перенапряжения на линиях связи, что может привести к выходу из строя трансформаторов, генераторов и т.д. Для защиты от разрядов существуют разрядники на линиях связи и после каждой грозы необходимо их проверять.
Метеорологическое обеспечение энергетики
Энергетика представляет собой топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Он включает в себя получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии. Энергетика объединяет такие системы, как электрическую, тепловую, нефте- и газоснабжение, а также угольную и атомную.
Все многообразие работ проходит на открытом воздухе и требует специального метеорологического обеспечения. Это касается как проектирования новых объектов (ЛЭП, ТЭЦ, ГЭС, АЭС), а также угольных разрезов, шахт, нефтяных скважин и т.д., их строительство и работы.
На стадии проектирования и строительства используются многолетние климатические материалы. Например, при проектировании ГЭС необходимо знание многолетних данных об уровне воды, запасе воды, колебаниях уровня, температуре воды и воздуха.
Режим потребления электроэнергии зависит от температуры воздуха и естественной освещенности по конкретному региону. Изменение средней суточной температуры только на 1о приводит к изменению регенерирующей мощности по России на сотни тысяч киловатт и к изменению условного топлива (увеличению или уменьшению) на 7 тыс. тонн в сутки.
Степень освещенности в том или ином городе как известно определяется облачностью и суммарной радиацией. Например, на ЕТР днем в декабре при изменении облачности от небольшой до сплошной или наоборот, уменьшается (увеличивается) потребление энергии на 5%, что эквивалентно 1 млн. киловатт. В связи с этим своевременный прогноз продолжительной ясной погоды позволяет уменьшить и нагрузку и выработку электроэнергии.
Особое внимание уделяется оперативному метеобеспечению высоковольтной сети данного региона. В холодный период акцентируется внимание на прогноз гололедно ветровых нагрузок, в летний период - гроз. Что позволяет организацию мер защиты и снижение потерь.
Для планирования потребления электроэнергии необходим прогноз среднесуточной температуры и облачности. Графики работы энергосистем составляются на год, месяц, декаду и каждый день. Т.о. необходима как фактическая так и прогностическая климатическая информация.
К ОЯ для энергетики относится гроза любой интенсивности, скорость ветра 30 м/с и выше, отложение гололеда на ЛЭП, толщиной
Погода оказывает влияние и на нефте и газопромыслы во все сезоны и не только в районе скважин, но и по пути транспортировки их. Зимой, при понижении температуры на 1о потребление газа возрастает на 1%. Поэтому прогноз температуры по территории позволяет регулировать подачу газа, т.е. перестраивать потоки газа по газо- транспортным системам.
Добыча полезных ископаемых проводится двумя способами - это открытым и закрытым. Причет открытый способ в 2 - 3 раза дешевле, но для открытых карьеров знание погодных условий является определяющим фактором организации всех видов работ в карьерах. Площади некоторых крупных карьеров достигают 10 - 40 км2. Работа очень трудоемка, которая включает в себя не только добычу, но и транспортировку, в т. ч. подвесные канатные дороги, для того, чтобы поднимать, и даже ж/д пути.
Существует понятие "карьерная погода". Наиболее сложные условия складываются в холодное время года, когда при антициклональных условиях возникают глубокая инверсия внутрикарьерной температуры, как следствие часты туманы, переходящие в смог и, в следствии застоя, значительное повышение концентрации СО, в результате чего необходима остановка всех видов работы и эвакуация людей на поверхность. Поэтому важны не только суточные, но и полусуточные прогнозы, вплоть до часовых.
Крупные карьеры часто имеют свою ведомственную прогностическую базу.
Метеорологическое обеспечение строительства
Строительная индустрия включает в себя строительство промышленных, коммунальных объектов, транспортных магистралей, объектов социального назначения. Это отрасль базируется на производстве строительных материалов, строительной и транспортной техники. Выполнение всех этапов строительства (от нулевого цикла до отделочных работ) зависит от условий погоды. Влияние неблагоприятных условий выражается в потере рабочего времени, в простое строительной техники и транспорта и в порче строительного материала и оборудования.
Температура воздуха, осадки, ветер оказывает влияние на весь ход строительных работ, подвоз строительных материалов, работу кранов и другие виды.
Для определенных климатических поясов и отдельных видов работы установлены предельные температурно-ветровые нагрузки, при которых выполнение работ ограничивается или прекращается.
Поэтому в строительной индустрии используются прогнозы погоды как суточные, трехдневные, периодные и месячные, которые позволяют уточнить очередность работ, расстановку рабочей силы и техники, прекращение отдельных видов работы и замену одних видов другими. От прогноза ветра зависит работа строительных кранов. В случае штормового ветра краны приостанавливают работу и они отводятся на безопасную стоянку. Эти штормовые оповещения должны быть доведены до прорабов, которые принимают необходимые решения по обеспечению безопасности работ.
Погодно - климатический фактор, как метеорологический ресурс играет важную роль при оптимизации строительства на всех этапах. Метеорологические факторы оказывают влияние на прочность, долговечность, комфортность строящихся объектов и в значительной мере определяют их стоимость.
При проектировании зданий, его теплоизоляционных качеств системы отопления, учитываются климатические особенности, и прежде всего температура, ветер, сочетание температурно-влажностных показателей, гололедно-ветровые нагрузки на высотные сооружения и другие характеристики.
Строительная климатология - это прикладная область, где изучаются все погодные характеристики, величины и явления, влияющая на весь комплекс строительных объектов в различных климатических зонах.
Климатические показатели введены в климатические нормативы, которые представляют собой допустимые значения метеорологических характеристик для выполнения проектных и технических расчетов. Климатическая информация учитывается не только в процессе строительных работ, но и при выборе строительного и отделочного материала, такие как пластмасса, разные виды бетона и т.д.
Следующие климатические показатели, которые используются в строительстве:
1. Глубина промерзания грунта (эта характеристика необходима для нулевого этапа любых строительных работ). При строительстве же трубопроводов необходимы наблюдения за температурой почвы на разных глубинах.
2. Температура наружного воздуха для расчета величины теплопотерь зданий, которую обычно рассчитывают Т.о.:
где
3. Ветровая нагрузка, которая состоит из ветрового напора
4. Гололедные и гололедно ветровые нагрузки. Они необходимы при проектировании воздушных линий связи (ЛС) и линий электропередач (ЛЭП).
5. Количество переносимого снега и снеговая нагрузка. Важно знать нагрузку на крыши, на различного вида покрытия, во избегания разрушения конструкции.
Все вышеприведенные показатели используются в строительной индустрии не только для оценки климатических условий проживания населения, но и для оценки затрат при выборе строительства защитных конструкций, строительных материалов и систем теплоснабжения.
Метеорологическое обеспечение лесного хозяйства
Лесное хозяйство - это отрасль, которая включает в себя учет, воспроизводство, содержание лесов, а также их охрану от пожаров, вредителей и болезней. Охрана лесов осуществляется местными и федеральными службами: это прежде всего наземные наблюдения лесничествами, наблюдения с самолетов и вертолетов и информация с ИСЗ.
Подразделение Росгидромета обеспечивают организаций лесного хозяйства метеорологической информацией.
Леса по своей экономической значимости подразделяются условно на три группы:
1. Леса, выполняющие различные защитные функции - это санитарно - гигиенические, курортные, водоохранные, полезащитные, орехово-промысловые леса, леса Сибири и Дальнего Востока.
2. Леса, которые имеют местное промышленное и водоохранное значения - это в основном леса малолесных районов.
3. Леса промышленного назначения.
Основная задача метеорологического обеспечения лесного хозяйства состоит в том, чтобы оказать помощь лесному хозяйству в сохранении леса от пожаров и сохранению молодых лесопосадок и сохранению посадочного материала.
Возникновение лесных пожаров в значительной степени зависит от состояния погоды. Засушливые бездождные периоды при высокой температуре воздуха способствуют возникновению и развитию пожаров, которые охватывают очень большие площади леса особенно при сильном ветре.
Сильные морозы создают угрозу вымерзания молодых деревьев и посадочного материала особенно в питомниках и в районах полезащитного лесоразведения.
Сильные дожди, снегопады, метели затрудняют, а иногда и вызывают прекращение работ по заготовке леса и его транспортировке.
Поэтому метеорологическое обеспечение органов лесного хозяйства должно включать:
а) метеорологическую информацию регулярную и экстренную,
б) составление и передачу суточных прогнозов погоды, прогнозы на трое суток, период и месяц,
в) составление и передача предупреждений об ОЯ,
г) составление обзоров опасности лесных пожаров за прошедшие сутки,
д) составление прогнозов опасности лесных пожаров на сутки, трое, период и месяц.
Прогнозы опасности лесных пожаров на ближайшие сутки и обзоры за прошедшие помещаются в приложении к ежедневному бюллетеню погоды, составленному специально для организаций лесного хозяйства.
К опасным для лесного хозяйства явлениям относятся:
1. Засушливые (бездождные периоды), создающие угрозу возникновения лесных пожаров.
2. Грозы.
3. Ветер скоростью 10 м/с и более.
4. Сильные ливни с количеством осадков более
5. Поздние весенние и ранние осенние заморозки.
6. Сильные морозы, ниже - 25о, которые создают угрозу вымерзания осадков.
Но наибольшую угрозу лесам причиняют пожары, которые возникают в силу различных причин, но скорость масштаба распространения определяются метеорологическими условиями.
В учреждениях Гидрометслужбы составляются ежедневные информационные карты метеорологических условий горимости леса, а также прогнозы горимости на сутки, трое и месяц.
В основу классификации горимости положен индекс горимости Нестерова.
Если Г < 300 - это горимость первого класса;
Если 1000 > Г > 301 - это горимость второго класса;
Если 4000 > Г >1001 - это горимость третьего класса;
Если Г > 4000 - это горимость четвертого класса.
Метеорологическое обеспечение с/х
С/х является одной из важнейших отраслей материального производства. Оно обеспечивает население продуктами питания и промышленность техническим сырьем. С/х производство включает в себя 2 направление: земледелие и животноводство.
Земледелие - это полеводство, овощеводство, плодоводство, виноградарство. Животноводство - это скотоводство, свиноводство, овцеводство, оленеводство и птицеводство.
В России основой является земледелие и, в частности, зерновое хозяйство.
Специфика с/х производства состоит в следующем:
1. Все культуры на всех стадиях развития постоянно находятся под влиянием погоды.
2. Сельхоз работы носят сезонный характер и выполняются на открытом воздухе, поэтому зависят от условий погоды.
3. С/х площади занимают обширные территории, что затрудняет применять какие то защитные меры от неблагоприятных условий.
Любая с/х культура требует определенного количества тепла, влаги, света, как за весь вегетационный период, так и в течении каждой фазы развития.
Для с/х важен агрометеорологический прогноз погоды. Существует несколько видов агрометеорологических прогнозов:
1. Прогноз состояния озимых культур в период перезимовки и их состояние к началу вегетации.
2. Прогноз запасов продуктивной влаги в почве к началу сева яровых.
3. Прогноз теплообеспечения вегетационного периода.
4. Прогноз урожая до начала созревания.
Многолетний опыт показывает, что правильный и своевременный учет метеорологических условий при определении сроков сева, а также внесение удобрений способствует увеличению урожая на 15 - 20%. Наибольшие влияние погоды на развитее с/х культур проявляется в вегетационный период. Так урожай озимых зависит и от условий их осенней закалки и перезимовки. Устойчивая осень с постепенным переходом к отрицательной температуре и снежному покрову, создаёт благоприятные условия для перезимовки озимых. Затяжная осень с частыми дождями, с резки переходом к зиме приводит к тому, что озимые остаются на зиму без закалки.
Основная причина гибели озимых - вымерзание. Зимой происходит выпревание, когда температура почвы около 0о и снег выпадает на не промёрзшую почву. Вымакание - это в весенний период. Поздней весной и летом наибольшую угрозу представляют собой засухи, которые характеризуются длительным периодом без дождя, высокой температурой, низкой относительной влажностью и ветром. В засушливые годы урожайность зерновых снижается на 10-20%, а годы жестоких засух даже на 40%. В летний период сильные ливни со шквалистым ветром вызывает полегание с/х культур. Дожди могут привести к вымыванию посевов.
К опасным для с/х явлениям относятся:
1. Продолжительное бездождье в период вегетации, особенно сопровождаемое высокой температурой (больше 30о) или низкой относительной влажностью (ниже 20%) и сухими ветрами более 5 м/с.
2. Понижение температуры воздуха в зимний период до - 20 и ниже при отсутствии снежного покрова или низкой его высоте, что создает угрозу вымерзания посевов.
3. Заморозки, поздние весенние и ранние осенние.
4. Продолжительные сильные ветры, приводящие к иссушению почвы, выдуванию посевов или их полеганию.
5. Сильные ливни и дожди с количеством осадков
6. Град.
Основная задача метеорологического обеспечения заключается в том, чтобы с учетом фактических и прогнозируемых метеорологических условий провести такие агротехнические мероприятия, которые дали бы либо наибольший экономический эффект, либо наименьший убыток в с/х производстве.
Для решения многих вопросов проводятся агрометеорологические наблюдения. По единой методике проводятся фенологические прогнозы, определяется густота, высота растений, степень повреждения их от неблагоприятных явлений погоды, от болезней. Ведутся наблюдения за температурой почвы, глубиной промерзания, оттаивания почвы, за снежным покровом и дается оценка состояния культур и плодовых деревьев.
Существуют специальные таблицы ТСХ-1.
Как метеорологические, так и агрометеорологические наблюдения необходимы для составления:
1. Штормовых предупреждений об ОЯ и агрометусловий.
2. Прогнозов погоды различной заблаговременности.
3. Агрометеорологических обзоров за вегетационный период.
4. Агрометеорологические прогнозы, как важнейшая информация для с/х производства.
В итоге можно выделить 4 формы метеорологического обеспечения с/х производства:
1. Обеспечение текущей метеорологической и агрометеорологической информацией.
2. Обеспечение метеорологическими и агрометеорологическими прогнозами.
3. Обеспечение агроклиматическим режимным материалом.
4. Активное воздействие на облака с целью предотвращения града и регулирования осадков.
Размещено на Allbest.ru
