Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пример продукта прогноза из GFS, в данном случае 96-часовой прогноз геопотенциальной высоты и температуры 850 мб.

Глобальная система прогноза ( GFS ) является глобальной Численный прогноз погоды система , содержащая глобальную компьютерную модель и вариационного проведения анализа со стороны Соединенных Штатов Национальной метеорологической службы (НМС).

Операция [ править ]

Математическая модель выполняется четыре раза в день, а также производит прогнозы на срок до 16 дней, но с уменьшением пространственного разрешения в течение 10 дней. Навыки прогнозов обычно со временем снижаются (как и в случае любой модели численного прогнозирования погоды), и для долгосрочных прогнозов только большие масштабы сохраняют значительную точность. Это одна из преобладающих широко используемых синоптических моделей средней дальности.

Принципы [ править ]

Модель GFS - это спектральная модель с приблизительным горизонтальным разрешением 13 км для первых 10 дней и 27 км от 240 до 384 часов (16 дней). По вертикали модель разделена на 64 уровня, и во времени она выдает прогноз каждый час в течение первых 120 часов [1], от трех часов до 10-го дня и с 12-го часа до 16-го дня. Выходные данные GFS также используются для произвести статистику выпуска модели .

Варианты [ править ]

В дополнение к основной модели, GFS также является основой ансамбля с низким разрешением, состоящим из 20 (22, включая управляющих и оперативных членов), который работает одновременно с действующей GFS и доступен в тех же временных масштабах. Этот ансамбль называется «Глобальной системой ансамблевых прогнозов» (GEFS). Статистика выпуска ансамблевой модели доступна до 8 дней. Ансамбль GFS объединен с ансамблем Глобальной многомасштабной модели окружающей среды Канады, чтобы сформировать Североамериканскую систему ансамблевых прогнозов (NAEFS).

Использование [ править ]

Как и большинство работ правительства США, данные GFS не защищены авторским правом и доступны бесплатно в открытом доступе в соответствии с положениями законодательства США . По этой причине модель служит основой для прогнозов многих частных, коммерческих и зарубежных метеорологических компаний.

Точность [ править ]

К 2015 году модель GFS уступила по точности другим глобальным погодным моделям. [2] [3] Это было наиболее заметно в модели GFS, неверно предсказывающей выход урагана «Сэнди» в море за четыре дня до выхода на сушу, в то время как модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды правильно предсказала выход на берег через 7 дней. Было высказано предположение, что во многом это связано с ограничениями вычислительных ресурсов Национальной метеорологической службы. В ответ NWS закупила новые суперкомпьютеры, увеличив вычислительную мощность с 776 терафлопс до 5,78 петафлопс. [4] [5] [6] В 2018 году вычислительная мощность снова была увеличена до 8,4 петафлопс, [7]В начале 2010-х агентство также провело испытания потенциальной модели замены с другой механикой, модели икосаэдра конечного объема (FIM) с отслеживанием потока ; он отказался от этой модели примерно в 2016 году после того, как не продемонстрировал существенных улучшений по сравнению с GFS.

В 2019 году в результате недавнего десятикратного увеличения вычислительной мощности планируется модернизация модели GFS, которая увеличит ее горизонтальное разрешение до 9 км и 128 слоев до 16 дней по сравнению с текущим пробегом 13 км и 64 слоями до 10 дней. [7]

После запуска 12z 19 июля 2017 года модель GFS была обновлена. В отличие от недавно обновленного ECMWF , новый GFS ведет себя несколько иначе в тропиках и в других регионах по сравнению с предыдущей версией. [8] Эта версия более точно учитывает такие переменные, как колебание Мэддена – Джулиана и воздушный слой Сахары .

Модернизированное динамическое ядро [ править ]

12 июня 2019 года, после нескольких лет тестирования, NOAA обновила GFS новым динамическим ядром, GFDL Finite-Volume Cubed-Sphere Dynamical Core (FV3) , которое использует метод конечных объемов вместо спектрального метода, используемого ранее. версии GFS. Получившаяся в результате модель, первоначально разработанная под названием FV3GFS, унаследовала прозвище GFS, при этом устаревшая GFS продолжала работать до сентября 2019 года. [9] [10] Первоначальное тестирование GFS на основе FV3 показало многообещающие результаты, улучшив большие показатели. умение предсказывать масштаб и точность отслеживания ураганов унаследованной GFS. [11]

Будущее GFS [ править ]

После завершения первоначальной оперативной реализации FV3GFS Центр глобального моделирования окружающей среды (EMC) NOAA переключился на разработку следующего обновления GFS (v16), которое будет включать в себя удвоенное вертикальное разрешение (от 64 до 127 слоев), более продвинутую физику, модернизация системы усвоения данных и подключение к глобальной волновой модели NCEP с использованием модели сообщества Unified Forecast System (UFS) . Внедрение GFSv16 намечено на начало зимы 2021 года.

23 сентября 2020 года первое глобальное приложение UFS в NCEP было реализовано в Глобальной системе ансамблевых прогнозов (GEFS v12) . Компоненты этого обновления включают:

  • Использование глобальной модели FV3 (той же версии, что и GFS v15) в качестве атмосферного компонента GEFS
  • Увеличение разрешения по горизонтали до ~ 25 км
  • Продолжительность прогноза увеличена с 10 до 16 дней.
  • Увеличено с 21 до 31 члена
  • Связывание атмосферного компонента GEFS с моделью Global Wave NCEP
  • Запустите 32-го члена на 5 дней (GEFS-Aero) для прогнозирования аэрозолей, встроенное представление аэрозолей на основе GOCART (GSD-Chem).

Эта реализация является первой связанной системой в глобальном масштабе в NCEP и заменяет предыдущие автономные системы Global Wave Ensemble и NEMS GFS Aerosol Component (NGAC). Более подробную информацию можно найти на веб-сайте GEFS v12 группы оценки моделей EMC , на веб-странице EMC GEFS и на веб-странице EMC GEFS-Aerosol.

См. Также [ править ]

  • Модель исследования и прогнозирования погоды
  • Численный прогноз погоды
  • Ансамблевое прогнозирование

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Тимоти МакКланг. «Уведомление о технической реализации 16-11 с поправками» . Национальная служба погоды. Архивировано из оригинала на 5 июня 2016 года . Проверено 5 июня +2016 .
  2. ↑ Бергер, Эрик (21 июня 2016 г.). «Модель погоды в США сейчас занимает четвертое место в мире» . Ars Technica.
  3. ↑ Бергер, Эрик (11 марта 2016 г.). «Европейская модель прогнозов, которая уже дала Америке удар по заднице, только улучшилась» . Ars Technica . Проверено 16 августа 2016 .
  4. ↑ Кравец, Дэвид (5 января 2015 г.). «Национальная метеорологическая служба в десять раз увеличит свои суперкомпьютерные мощности» . Ars Technica . Проверено 16 августа 2016 .
  5. ↑ Райс, Дойл (22 февраля 2016 г.). «Суперкомпьютер незаметно возвращает погодные ресурсы США на первое место» . USA Today . Проверено 16 августа 2016 .
  6. ^ "NOAA завершает модернизацию суперкомпьютера погоды и климата" . NOAA . Проверено 16 августа 2016 .
  7. ^ a b «NOAA начинает 2018 год с масштабного обновления суперкомпьютера | Национальное управление океанических и атмосферных исследований» . www.noaa.gov . Проверено 20 августа 2018 .
  8. ^ Команда, NCO Web. «НКО ПМБ - Грядущие изменения» . www.nco.ncep.noaa.gov . Проверено 19 июля 2017 года .
  9. ^ «Уведомление об изменении службы 19-40» (PDF) . NOAA . Проверено 12 июня 2019 .
  10. ^ http://www.noaa.gov/media-release/noaa-to-develop-new-global-weather-model
  11. ^ https://www.aip.org/fyi/2018/noaa-budget-cuts-get-chilly-reception-congress
  • Информационный веб-сайт модели NOAA GFS

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт модели NCEP / EMC GFS
  • v
  • т
  • е