7.2. Принцип формирования долгосрочного прогноза (первый этап)

Главная идея метода базируется на принципе аналогичности и заключается в том, что макропроцессы, приводящие к формированию однотипных аномалий макропогоды в изучаемом районе в данном месяце, имеют сходные типовые характеристики развития в течение длительного предшествующего промежутка времени. В связи с этим центральным моментом в авторском способе выявления прогностических связей служит классификация макропроцессов в соответствии с особенностями их направленного развития в течение пятимесячного (для естественных сезонов - шестимесячного) периода. Первые четыре месяца этого периода рассматриваются как диагностические, а последующий (пятый) - как прогностический.

В задаче месячного метеорологического прогноза построено 12 (по числу месяцев в году) “скользящих” классификаций макросиноптических процессов северного полушария (МСП СП) по пятимесячным циклам развития. Результаты классификации показали, что все многообразие вариантов развития МСП СП за имеющийся ряд наблюдений, начиная с 1900 года, обобщаются в 18-22 группах (ансамблях), которые отличаются друг от друга по характеру формирования очагов аномалий давления и температуры над северным полушарием как в диагностических, так и в прогностическом месяцах.

Для каждого ансамбля однородно развивающихся МСП СП построены типовые графики циркуляции, карты повторяемости знака аномалий давления и температуры по месячным стадиям и карты средних значений аномалий давления и температуры для прогностических месяцев. Все эти характеристики рассматриваются как типовые.

На основе полученных типовых признаков МСП СП в диагностических месяцах выполняется опознание, которое в методе является основой прогностического решения. При этом текущий макропроцесс, представленный особенностями циркуляции и пространственно-временной структурой аномалий давления и температуры в диагностических месяцах и выполняющей роль комплексного предиктора, сравнивается по соответствующим характеристикам с типовым макропроцессом, а затем относится к одному из них. Характеристики “действующего” типового макропроцесса в прогностическом месяце служат основой для составления прогноза.

Схема составления прогноза на предстоящий месяц предусматривает объективный учет циркуляционных и макропогодных характеристик МСП СП в предшествующих четырех месяцах, реализуемый с помощью современных компьютерных технологий.

С целью автоматизации составления долгосрочного прогноза полей аномалий и метеовеличин разработан алгоритм опознавания текущего макропроцесса как одного из типовых. Алгоритм базируется на оценке меры близости полей аномалий давления и температуры, а также циркуляционной структуры всех диагностических месяцев текущего года и каждого из анализируемых типовых макропроцессов.

В программе предусмотрена возможность модифицировать типовой макропроцесс таким образом, чтобы он наилучшим образом аппроксимировал текущий. Для этого из имеющейся базы данных выбираются только те годы-гомологи, однородное развитие процессов которых имеет максимальную схожесть с текущим (особенно в рассматриваемом районе). Процесс выбора лучших лет-гомологов аналогичен выбору лучшего типового макропроцесса.

Таким образом, на первом этапе формируется типовой макропроцесс из выбранных лучших лет-гомологов в виде графических карт повторяемости знаков аномалий давления и температуры, а также карт средних значений этих величин для северного полушария и конкретного географического района.