Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Единая модель является численным прогнозированием погоды [1] и моделирование климата [2] набор программного обеспечения , первоначально разработанным Соединенное Королевство Метеобюро , и теперь оба использовал и дальнейшее развитие многих погодного прогнозирования агентств по всему миру. [3] Единая модель получила свое название, потому что одна модель используется в диапазоне как временных шкал (прогноз текущей погоды до столетия), так и пространственных масштабов (от конвективной шкалы до моделирования земли климатической системой). [4] Модели основаны на точках сетки , а не на волновой основе , и запускаются на различных суперкомпьютерах.по всему миру. Атмосфера Единой модели может быть связана с рядом моделей океана. [5] В Метеорологическом бюро он используется для основного набора Глобальной модели, модели Северной Атлантики и Европы (NAE) и модели Великобритании с высоким разрешением (UKV), в дополнение к множеству моделей зоны кризиса и других моделей, которые можно запускать по запросу. Подобные наборы Unified Model с глобальными и региональными доменами используются многими другими национальными или военными агентствами погоды по всему миру для оперативного прогнозирования.

Данные для численного прогноза погоды предоставляются посредством наблюдений со спутников, с земли (как с людей, так и с автоматических метеостанций), с морских буев, радаров, радиозондов, метеозондов , профилометров ветра , коммерческих самолетов и фонового поля из предыдущих прогонов модели. Компьютерная модель настраивается только на наблюдения с использованием ассимиляции , а не заставляет модель принимать наблюдаемое значение, которое может сделать систему нестабильной (и может быть неточным наблюдением). [6] Программный пакет Unified Model написан на Фортране (первоначально 77, но теперь преимущественно 90) [7] и использует высоту в качестве вертикальной переменной. [8]Поскольку большинство интересных разработок находится вблизи земли, вертикальные слои расположены ближе друг к другу у поверхности. [9]

Основные комплекты единой системы обмена сообщениями в Метеорологическом бюро [ править ]

Метеорологическое бюро использует ряд программных комплексов для численного прогнозирования погоды с использованием единой системы обмена сообщениями. [10]

Все модели используют различные разрешения топографии с большей точностью при более высоких разрешениях. Ограничивающим фактором для всех моделей является то, что для того, чтобы модель могла зарегистрировать погодное явление, оно должно иметь размер не менее трех точек сетки. Таким образом, для глобальной модели на расстоянии 40 км метеорологическая система должна быть смоделирована на расстоянии не менее 120 км. Это означает, что более мелкие явления, такие как небольшие впадины, небольшие ураганы и сильные грозы, слишком малы для модели, чтобы их уловить. По мере увеличения разрешения могут быть обнаружены более мелкие события, например, модель длиной 1,5 км, по общему мнению, способна моделировать отдельные ливни.

Глобальная модель [ править ]

Разрешение примерно 16 км с 70 вертикальными уровнями. [11] Охватывает весь земной шар и 168 часов в будущем дважды в день, что является самым коротким прогнозом из используемых в настоящее время синоптических масштабных моделей (большинство других рассчитаны на срок не менее 10 дней; кроме того, прогнозы унифицированной модели доступны только на 72 часа. для неплатящих пользователей). Глобальная модель предоставляет информацию о границах для устаревшей модели Североатлантического региона Европы (NAE), для которой два раза в день производятся дополнительные более короткие серии (48 часов). Модель поддерживается близкой к реальной атмосфере с использованием гибридной ассимиляции данных 4D-Var [12] наблюдений.

Североатлантическая и европейская модель - исключено [ править ]

Модель Североатлантической и европейской модели (NAE) Метеорологического бюро имеет 70 уровней с разрешением 12 км. [11] Срок службы составляет 48 часов с момента запуска. Поскольку Великобритания находится на северной широте, компьютер перемещает область модели в экваториальное положение, чтобы точки сетки давали более квадратную область. Это снижает нагрузку на модель, позволяя ей работать быстрее. Модель поддерживается близкой к реальной атмосфере с использованием усвоения данных наблюдений 4D-Var .

Модель евро 4 км [ править ]

70 уровней по вертикали, разрешение по горизонтали 4,4 км. Бегут до 120 часов. [11] В настоящее время заменяется UKV во многих приложениях.

Модель UKV [ править ]

70 уровней по вертикали, разрешение по горизонтали 1,5 км. Работает до 36 часов (в 2011 году эта модель пришла на замену британской 4-километровой модели). Прогноз выполняется каждые 3 часа с использованием граничных условий из 25-километровой глобальной модели. [13] Разрешение составляет 1,5 км над Великобританией и 4 км над прилегающими территориями. [14] [15] Модель UKV приближается к наблюдениям с использованием ассимиляции данных 3D-Var каждые 3 часа.

CAM [ править ]

Модель зоны кризиса - это 12-километровая модель, которую можно использовать в любой части мира, если возникнет такая необходимость. Это может включать военное использование ( MMU использует это в развернутых операциях) или экологические катастрофы.

Модели горных волн [ править ]

Эта модель с высоким разрешением предоставляет информацию о горных волнах в различных местах Великобритании и других областях, представляющих интерес для Метеорологического бюро.

Глобальная волновая модель Метеорологического бюро [ править ]

Это моделирует морские волны по всему миру.

Комплекты единой системы обмена сообщениями за пределами Метеорологического бюро [ править ]

Комплекты унифицированных моделей, аналогичные комплектам Метеорологического бюро, находятся в ведении Австралийского бюро метеорологии , Австралийской организации научных и промышленных исследований Содружества Наций , Метеорологической службы Южной Африки , Норвежского метеорологического института , Новозеландского национального института воды и атмосферы. Research , Метеорологическое управление [Южной] Кореи и Национальный центр среднесрочного прогнозирования погоды , подчиненный отдел Министерства наук о Земле Индии .

Австралийское бюро метеорологии [ править ]

Австралийское бюро метеорологии имеет действующую глобальную систему прогнозирования с разрешением 40 км, использующую унифицированную модель. Эта глобальная система обеспечивает граничные условия для ряда региональных систем с более высоким разрешением, также использующих унифицированную модель.

[Южная] Метеорологическая администрация Кореи [ править ]

Метеорологическая администрация [Южной] Кореи имеет действующую глобальную систему прогнозирования с разрешением 10 км, использующую Унифицированную модель. Эта глобальная система обеспечивает граничные условия для локальной системы Единой модели ЧПП с разрешением 1,5 км, охватывающей регион Корейского полуострова.

UKCA [ править ]

United Kingdom Chemistry & Aerosols ( UKCA ) - это подмодель единой системы обмена сообщениями, которая имеет дело с химическими следами газов и аэрозолей в рамках модели. [16] Это включает в себя расчет концентраций климатически значимых газов, таких как метан и озон , а также состава и выделения аэрозолей . Как и большая часть единой системы обмена сообщениями, UKCA был написан в сотрудничестве между Метеорологическим бюро Великобритании и академическим сообществом Великобритании.

ДЖУЛС [ править ]

Joint UK Land Environment System - это модель земной поверхности, которая была разработана в сотрудничестве между Метеорологическим бюро и другими исследовательскими институтами. [17] ДЖУЛС моделирует обмен теплом и влагой между атмосферой Единой модели, земной поверхностью и растительностью. JULES также можно использовать в автономном режиме для оценки воздействия различных климатических моделей на поверхность суши и гидрологию.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Использование единой модели для прогноза погоды в Метеорологическом бюро Метеорологическое бюро 2011. Проверено 10 ноября 2011 г.
  2. ^ Использование единой модели для моделирования климата в Метеорологическом бюро Метеорологическое бюро 2011. Проверено 10 ноября 2011 г.
  3. ^ Объединенная модель сотрудничества . The Met Office 2010. Проверено 22 апреля 2010 г.
  4. ^ Единая модель . The Met Office 2011. Проверено 10 ноября 2011 г.
  5. ^ Модели океана Метеорологического бюро The Met Office 2011. Проверено 10 ноября 2011 г.
  6. ^ Ассимиляция данных Метеорологического бюро и ансамбли . Проверено 28 декабря 2009 года.
  7. ^ "Фортран 90" . Метеорологическое бюро. 2008. Архивировано из оригинала на 2003-04-30 . Проверено 30 августа 2008 .
  8. ^ «Новая динамика» . Метеорологическое бюро. 2008. Архивировано из оригинала на 2010-06-18 . Проверено 3 сентября 2008 .
  9. ^ "2008 Оперативные наборы численного прогноза погоды" . Метеорологическое бюро. 2008 . Проверено 30 августа 2008 .
  10. ^ Единая модель Метеорологического бюро . Met Office 2009. Проверено 28 декабря 2009 г.
  11. ^ Б с численная модель конфигурации атмосферы по состоянию на начало 2010 года . Метеорологический офис 2010.
  12. ↑ Гибридная вариационная / ансамблевая ассимиляция данных. Архивировано 16 марта 2012 г. в Wayback Machine . Метеорологическое бюро 2011.
  13. ^ UKV модель , Метеобюро, январь 2012
  14. ^ Проблемы с ЧПП высокого разрешения , обсуждение модели UKV, Met Office 2010.
  15. ^ Опыт работы с 1,5-километровой версией унифицированной модели Метеорологического бюро для краткосрочного прогнозирования , обсуждение модели UKV, Метеорологическое бюро 2011.
  16. ^ Модель химии и аэрозолей Соединенного Королевства, разработанная в сотрудничестве с Метеорологическим бюро. Доступ 10 ноября 2011 г.
  17. ^ Сотрудничество ДЖУЛСА . The Met Office 2011. По состоянию на 10 ноября 2011 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-страница Unified Model Collaboration в Метеорологическом бюро.
  • Единые типовые документы
  • Введение в UM от NCAS