Прогнозирование текущей погоды для Центральной Европы

Юн Ван^[1], Инго Мейрод-Маутнер^[2], Аленка Сайн Слак^[3], Александр Канн^[4]

Погодные явления со значительными воздействиями и последствиями всегда представляли сложную проблему для управления кризисной ситуацией и предотвращения риска. Прогнозирование текущей погоды обеспечивает своевременные сверхкратко­срочные прогнозы погоды (0-6 часов) и предупреж­дения с высокой пространственной детализацией. Оно может помочь конечным пользователям, таким как органы защиты гражданского населения, гидро­логи и службы безопасности дорожного движения, реагировать, обеспечить готовность и принять меры при выполнении срочных задач в условиях угрозы погодных явлений со значительными воздействиями и последствиями.

Информация о прогнозировании текущей погоды и предупреждения должны быть адаптированы к требованиям конечных пользователей с тем, чтобы информацию можно было понять и использовать при принятии решений для выполнения своевременных действий и обеспечения готовности. Многодис­циплинарное и межотраслевое сотрудничество между метеорологическими службами и конечными пользователями очень важно для эффективного использования прогнозирования текущей погоды в деле управления кризисной ситуацией и предот­вращения риска. Поскольку погода не признает границ, успешное управление кризисной ситуацией и предотвращение риска также требуют межгосудар­ственного сотрудничества в области информации о прогнозировании текущей погоды и координации предупреждений. Все эти цели достигнуты в рамках Проекта по Интегрированному прогнозированию текущей погоды посредством всестороннего анализа для Центральной Европы (ИНКА-ЦЕ).

Проект ИНКА-ЦЕ совместно финансировался Евро­пейским фондом регионального развития и участву­ющими членами и осуществлялся с апреля 2010 г.

до сентября 2013 г. под руководством Центрального агентства по метеорологии и геодинамике (ЦАМГ) Австрии, которое является разработчиком системы ИНКА. Он охватывал 8 стран Центральной Европы (Австрия, Чешская Республика, Германия, Италия, Польша, Словакия, Венгрия и Словения), имел 16 партнеров и включал множество дисциплин. Проект включал 6 пакетов работ, а руководство осуществлял международный научный консульта­тивный совет. Его основной целью являлось совер­шенствование стандартов и методов управления риском для выпуска более детальных межгосудар­ственных оценок и предупреждений.

Разработка и осуществление такой системы прогно­зирования текущей погоды вносит непосредствен­ный вклад в Сендайскую рамочную программу по снижению риска бедствий (далее Сендайская рамоч­ная программа), глобальная цель которой состоит в том, чтобы «значительно увеличить к 2030 г. наличие систем заблаговременных предупреждений о многих опасных явлениях и доступ населения к ним, а также к информации о рисках, связанных с бедствиями, и к оценкам этих рисков». Кроме того, цели и результаты проекта ИНКА-ЦЕ тесно связаны с приоритетной областью 4 Сендайской рамочной программы: «Обеспечение повышенной готовности для принятия эффективных мер реагирования...». На национальном и региональном уровнях проект ИНКА-ЦЕ внес вклад в разработку, обслуживание и укрепление социально ориентированных много­профильных систем прогнозирования и раннего предупреждения о многих опасных явлениях. Проект содействовал использованию скоординированных подходов и оперативных механизмов для подго­товки к погодным явлениям со значительными воздействиями и последствиями посредством реа­лизации общей платформы для прогнозирования текущей погоды и посредством обмена методиче­скими рекомендациями и стратегиями в области защиты гражданского населения.

Система ИНКА

Требования и потребности конечных пользователей способствовали возникновению системы ИНКА и

продолжают способствовать ее усовершенствованию. ИНКА, являясь системой с очень высоким простран­ственным и временным разрешением, обеспечивает анализы погоды и прогнозы текущей погоды для сетки с шагом 1 км² и имеет быстрый цикл обновления - от пяти минут до одного часа, в зависимости от мете­орологических параметров и требований области применения. В настоящее время она используется во многих областях применения - от прогнозов погоды для населения, защиты гражданского населения, дорожной деятельности, поставщиков возобновля­емых источников энергии и оперативной гидрологии до строительства и научных исследований.

Анализ, который проводит ИНКА, в реальном времени объединяет имеющиеся наблюдения автоматических метеорологических станций, радаров и спутников, прогнозы моделей численного прогнозирования погоды, а также географические и топографические данные очень высокого разрешения. ИНКА как многопараметрическая система обеспечивает в реальном времени анализы и прогнозы на текущий момент количества и типа осадков, а также темпера­туры, влажности, ветра, облачности, снеговой линии, приземной температуры, конвективных параметров, глобальной радиации и т.д. Эти данные очень важны для решения сложных задач по предупреждению о погодных явлениях со значительными воздей­ствиями и последствиями и для удовлетворения растущих потребностей конечных пользователей в более эффективном обслуживании.

Countries and regions marked with a blue star are operationally run INCA

Международное сотрудничество для достижения успехов в развитии прогнозирования текущей погоды

Прогнозирование текущей погоды становится все более важным для предупреждений о погодных явлениях со значительными воздействиями и последствиями и для разных других областей приме­нения. Важно, чтобы у каждой национальной метео­рологической службы была своя собственная система прогнозирования текущей погоды для обеспечения предупредительной информации, адаптированной к конкретным потребностям конечных пользователей. В Центральной Европе большинство метеорологиче­ских служб невелики, и часто им не хватает людских ресурсов, технических возможностей, знаний и опыта для разработки сверхсовременной системы прогнозирования текущей погоды.

Опыт других программ сотрудничества, таких как Региональное сотрудничество в области модели­рования по ограниченному району в Центральной Европе (RC LACE, www.rclace.eu), показал, что тесное децентрализованное партнерство между метеороло­гическими службами является чрезвычайно важным для развития системы прогнозирования текущей погоды. Кроме того, международное сотрудничество также очень важно для многих стран с точки зрения укрепления потенциала и новых возможностей для обучения в пределах региона.

Успех разработки и применения ИНКА в ЦАМГ побудил несколько национальных и региональных метеороло­гических служб Центральной Европы к тому, чтобы использовать систему ИНКА для работы и примене­ния в качестве средства прогнозирования текущей погоды. К числу этих служб относятся Словацкий гидрометеорологический институт, Чешский гидроме­теорологический институт, Метеорологическая служба Венгрии, Польский институт метеорологии и управле­ния водными ресурсами, Агентство по окружающей среде Республики Словения и Региональное агентство по охране окружающей среды административной области Фриули-Венеция-Джулия (Италия).

В настоящее время ИНКА функционирует в рабочем режиме с очень высоким пространственным (1 км²) и временным (15 мин.) разрешением во всех уча­ствующих в проекте метеорологических службах. Система прошла независимое испытание и оценку в разных районах и использует все имеющиеся метеорологические данные.

Междисциплинарное сотрудничество

Цель проекта ИНКА-ЦЕ состоит в том, чтобы усовер­шенствовать стандарты и методологию обеспечения готовности к бедствиям и управления связанными с ними рисками с тем, чтобы соответствующие учреж­дения и государственные органы могли выпускать более подробные оценки рисков и предупреждения о них. Проект достиг этой цели благодаря тому, что основное внимание было уделено применению прогнозирования текущей погоды в трех областях -оперативной гидрологии, защите гражданского населения и безопасности дорожного движения.

Концепция проекта ИНКА-ЦЕ в отношении междис­циплинарного сотрудничества основана на требо­ваниях конечных пользователей к эффективному внедрению прогнозирования текущей погоды в процессы управления кризисной ситуацией и пре­дотвращения риска. Она состоит из четырех этапов:

• Доведение информации и понимание. Необхо­димо тесное сотрудничество между поставщи­ками информации о прогнозе текущей погоды и конечными пользователями. Это чрезвычайно важно для того, чтобы понимать потребности конечных пользователей и извещать их о плюсах и минусах информации о прогнозе текущей погоды. ИНКА-ЦЕ ликвидирует разрыв между поставщиками информации о прогнозе текущей погоды и конечными пользователями, которые в настоящее время включают эту информацию в процесс принятии решений.

• Оптимизация и преобразование. Система ИНКА оптимизируется и конфигурируется с учетом потребностей конечных пользователей в их областях применения. Информация о прогнозе текущей погоды преобразуется в информацию, необходимую пользователям для управления кризисной ситуацией и предотвращения риска.

• Осуществление и внедрение. Оптимизирован­ная система ИНКА была применена в работе в каждой стране-участнице проекта. Затем соответствующая информация о прогнозе текущей погоды была интегрирована в прак­тическую деятельность партнерских органи­заций и учреждений в области оперативной гидрологии, защиты гражданского населения и безопасности дорожного движения.

• Оценка и обучение. После оценки процес­сов прогнозирования и принятия решений о сильных и слабых сторонах интегрированного прогнозирования текущей погоды и его при­менения сообщалось поставщикам информа­ции о прогнозе текущей погоды и конечным пользователям. Это дало возможность для дальнейшего усовершенствования интегри­рованной системы прогнозирования текущей погоды и ее применения. Для передачи знаний и более эффективного наращивания потенци­ала было организовано обучение.

Межгосударственное сотрудничество

Погода и ее влияние не признают границ, поэтому межгосударственное сотрудничество может ока­зать большую помощь в решении проблем прогно­зирования погодных явлений со значительными воздействиями и последствиями и координации предупреждений в более крупных масштабах, чем было бы возможно без сотрудничества. Обмен информацией с соседними странами часто может помочь лучше справляться с рисками. Совместно разработанные решения зачастую являются более эффективными и действенными, чем те, которые разрабатываются в одиночку.

В Центральной Европе межгосударственное сотруд­ничество является абсолютно необходимым. Поэтому в рамках проекта ИНКА-ЦЕ было учреждено три межгосударственные рабочие группы, представля­ющие региональных участников проекта в области оперативной гидрологии, защиты гражданского населения и безопасности дорожного движения. Кроме того, межгосударственная система распро­странения данных ИНКА-ЦЕ, работающая на основе веб-технологий, передает информацию о прогнозе текущей погоды и предупреждения органам власти и населению. Главный портал обеспечивает связь органов власти каждой участвующей страны с соот­ветствующим национальным веб-порталом, содер­жащим информацию о прогнозе текущей погоды, предназначенную для оперативной гидрологии, защиты гражданского населения и безопасности дорожного движения. Он также поддерживает конечных пользователей путем предоставления точного и надежного обзора межгосударственной синоптической ситуации, позволяя тем самым соот­ветствующим образом планировать деятельность в трех вышеупомянутых областях применения.

Основными дополнительными преимуществами этого межгосударственного сотрудничества явля­ются более широкое понимание «цепочки преду­преждений», простирающейся от моделей погоды к распространению информации о прогнозе текущей погоды и предупреждений между странами. Недав­ние явления, такие как сильная буря в Венгрии в апреле 2015 г. или наводнения на востоке Австрии в мае 2014 г., показали важность общих платформ для предупреждений и согласованных подходов в области смягчения последствий стихийных бедствий.

Отдельные страны-участницы ИНКА-ЦЕ также активно сотрудничают в области обмена знаниями и распро­странения передовых технологий прогнозирования текущей погоды с родственными учреждениями в развивающихся странах, тем самым напрямую поддерживая Сендайскую рамочную программу.

Прогностический показательный проект

Проект ИНКА-ЦЕ отвечал целям Всемирной про­граммы метеорологических исследований (ВПМИ) и внес свой вклад в выполнение ее общей задачи: повысить безопасность населения, качество жизни, уровень экономического развития и качество окру­жающей среды за счет установления контактов между исследователями и учеными из оператив­ных центров и пользователями. В 2011 г. ВПМИ учредила ИНКА-ЦЕ в качестве прогностического показательного проекта. Участие ВПМИ и ВМО помогло осуществлению концепции ИНКА-ЦЕ в других регионах мира и облегчило приобретение навыков, знаний и опыта в разных странах, особенно в развивающихся.

Занятие по овладению навыками в области ИНКА-МЗГН (отработка действий по метеорологической защите гражданского населения) в Венгрии

За пределами проекта ИНКА-ЦЕ

С момента завершения проекта современные важные научные достижения, такие как прогнозирование ветра и его порывов на текущий момент, вероятностное прогнозирование текущей погоды, прогнозы метео­рологических условий на дорогах и прогнозирование конвективных осадков на текущий момент, постепенно были включены в цепочки подготовки оператив­ных предупреждений при тесном сотрудничестве с национальными органами власти для обеспечения эффективного использования этих новых технологий.

С 2014 г. веб-портал ИНКА-ЦЕ обеспечивает насе­ление и профессиональных конечных пользова­телей оперативно обновляемой информацией о прогнозе текущей погоды. К развитию системы ИНКА присоединились и другие международные партнеры. Рекомендации и руководящие указания, разработанные на основе ИНКА-ЦЕ, использовались в оперативной деятельности в странах Центральной

Европы и подверглись дальнейшему усовершенство­ванию в рамках нескольких проектов Европейского союза и ЕВМЕТНЕТ (сеть, включающая 31 европей­скую национальную метеорологическую службу) под руководством ЦАМГ, например PROFORCE (бесшовные вероятностные прогнозы для защиты гражданского населения) и ASIST (ориентированный на практическую деятельность анализ и средства для сверхкраткосрочного прогноза).

В ближайшие годы апробированный метод ИНКА и концепции предупреждений о погодных явлениях со значительными воздействиями и последствиями, разработанные на основе ИНКА-ЦЕ, будут переданы развивающимся странам посредством междуна­родного сотрудничества и обучения. По мере про­движения в этом направлении будут предприняты усилия к тому, чтобы распространить образец сотрудничества в области ИНКА-ЦЕ, и в частности его всестороннее междисциплинарное партнерство со странами, организациями или органами власти, на подобные инициативы в других регионах мира.

В будущем с более жаркой, сухой и влажной погодой ИНКА-ЦЕ поможет повысить готовность к погод­ным явлениям со значительными воздействиями и последствиями и экстремальным метеорологиче­ским явлениям, частота и интенсивность которых будет увеличиваться.

Выражение признательности

Авторы благодарят всех коллег, внесших вклад в проект ИНКА-ЦЕ. Особую благодарность выражаем Томасу Хайдену и Веронике Звац-Мейзе, которые внесли основной вклад в подготовку и инициирование проекта ИНКА-ЦЕ, а также членам научно-консультативного совета по проекту ИНКА-ЦЕ: Фрицу Нойвирту, Цзянцзе Вану, Жаннетт Онвли, Полу Джо, Дэвиду Парсонсу, Питеру Нуцу и коллегам из ВМО/ВПМИ. Совместная финансовая поддержка проекта ИНКА-ЦЕ осущест­влялась Европейским союзом в рамках программы для Центральной Европы.