Use of prognostic WRF model for weather forecasting in Tomsk region | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 358.

Use of prognostic WRF model for weather forecasting in Tomsk region

The work is devoted to the contemporary WRF models for weatherforecasting. The model is implemented on the supercomputer SKIF-Cyberia of the Computational Centre of Tomsk State University.Using the computer, the parameterisation of physical processes was chosen and the results of calculation were visualised. The firstresults on the test of the WRF model in real terms for the territory of Tomsk region were obtained. The results of the forecast in the formof meteorological fields are represented as coloured areas. Each area is a certain range of values. Temperature and pressure in Tomskregion for different seasons, especially for cases involving adverse weather events, were predicted. We also studied the forecast zones ofheavy precipitation in the summer period. For each of the synoptic cases the WRF program calculated data several times. With each newstart-up parameters varied. By the successfully modelled calculations the accuracy of weather forecasting at stations in Tomsk,Alexandrovskoe, Kolpashevo and Pudino was estimated by the average and mean square errors. We obtained the following results.1. Implementation of the WRF weather forecast models in Tomsk region showed good prospects for its use in various weather,including adverse and dangerous weather events. 2. The calculated characteristics of the accuracy of the model can be consideredsatisfactory. 3. For the warm season best accuracy of the forecasts is achieved by the use of the following set of parameterisations ofphysical processes: microphysics - WRF scheme with 5 classes of hydrometeors (WSM5); long- and short-wave radiation - RRTMGscheme; surface layer - Janjic similarity scheme; underlying surface - Noah LSM scheme; planetary boundary layer - Mellor-Yamada-Janjic (MYJ) scheme; clouds - Betts-Miller scheme. 4. For the cold season the best were the same parameterisations, but the differenceis in the inclusion of the snow cover (ifsnow = 1). 5. In the calculations the transfer of heat and moisture from the surface (isfflx = 1),the clouds in the calculation of radiation (icloud = 1) were taken into account, the number of layers in the soil is equal to five(num_soil_layers). 6. Predicting summer meteoparameters showed the best result. 7. The work must be continued for the study ofpossibilities of WRF models to forecast weather elements. The work is of interest to improve the mezoscale weather forecast onterritories similar in physical-geographical conditions.

Download file
Counter downloads: 322

Keywords

прогноз погоды, прогностическая система WRF, параметризации физических процессов, weather forecast, prognostic WRF system, parameterisation of physical processes

Authors

NameOrganizationE-mail
Kizhner Lyubov I.National Research Tomsk State Universitykdm@mail.tsu.ru
Nakhtigalova Daria P.Institute of Atmospheric Optics SB RAS (Tomsk)Cil88@yandex.ru
Bart Andrey A.National Research Tomsk State Universitybart@math.tsu.ru
Всего: 3

References

Садоков В.П., Вильфанд Р.М. Новые результаты в разработке статистических методов долгосрочных прогнозов погоды и технология их выпуска // 70 лет Гидрометцентру России. СПб. : Гидрометеоиздат, 1999.
Мелешко В.П., Гаврилина В.М., Матюгин В.А. и др. Результаты сравнения гидродинамико-статистических методов ГГО и Гидрометцентра России прогноза метеорологических величин на срок до месяца // Информационный сборник № 30. Результаты испытания новых и усовер
Розинкина И.А., Киктев Д.Б., Пономарева Т.Я. Оперативный выпуск гидродинамических прогнозов погоды на средние сроки по спектральной модели Гидрометцентра России // Труды ГМЦ РФ. 2001. Вып. 334.
Лосев В.М. Гидродинамическая конечно-разностная модель регионального прогноза на ЭВМ CRAY // Труды ГМЦ РФ. 2000. Вып. 334.
Багров А.Н. Сравнительная оценка успешности прогнозов элементов погоды на основе ряда отечественных и зарубежных моделей атмосферы различного масштаба // Результаты испытания новых и усовершенствованных технологий, моделей и методов гидрометеорологических
Pielke R.A. Mesoscale Meteorological Modeling. Orlando : Academic Press, 1984.
Характеристики успешности прогнозов температуры воздуха по УГМС/ЦГМС и административным центрам субъектов РФ. Опасные явления. Оценки прогнозов / Методический кабинет Гидрометцентра России. URL: http://method.hydromet.ru/ (дата обращения: 2.12.2011).
Обзор деятельности Росгидромета за 2007 г. Обнинск, 2008.
Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2010 год. М., 2011.
Барт А.А., Беликов Д.А., Старченко А.В. Математическая модель для прогноза качества воздуха в городе с использованием суперкомпьютеров // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2011. № 3.
Старченко А.В., Беликов Д.А., Вражнов Д.А., Есаулов А.О. Применение мезомасштабных моделей ММ5 и WRF к исследованию атмосферных процессов // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18, № 05-06. С. 455-461.
Степаненко В.М., Миранда П.М., Лыкосов В.Н. Численное моделирование мезомасштабного взаимодействия атмосферы и гидрологически неоднородной суши // Вычислительные технологии. 2006. Т. 11, ч. 3.
Вельтищев Н.Ф., Жупанов В.Д., Павлюков Ю.Б. Краткосрочный прогноз сильных осадков и ветра с помощью разрешающих конвекцию моделей WRF // Метеорология и гидрология. 2011. № 1.
Песков Б.Е., Дмитриева Т.Г. Уточнение мезомасштабного численного прогноза сильных ливней // Метеорология и гидрология. 2010. № 9.
Мещеряков А.А., Госенченко С.Г., Кижнер Л.И. Влияние изменчивости индекса преломления тропосферы на дальность прямой видимости и погрешности измерения координат радиолокационных целей // Известия Томского политехнического университета. Математика и механи
ARW Version 3 Modeling System User's Guide // NCAR. July 2010. URL: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/ docs/user_guide_v3 / (date of access: 20.12.2010).
Chen F., Dudhia J. Coupling an advanced land-surface / hydrology model witch the Penn state / NCAR MM5 modeling system. Part 1 : Model implementation and sensitivity // Mon. Wea. Rev. 2001. Vol. 129, № 4. P. 569-585.
Janjic Z.I. Nonsingular Implementation of the Mellor-Yamada Level 2.5 Scheme in the NCEP Meso model // NCEP Office Note. 2002. № 437.
Погода России. Архив погоды. URL: http://meteo.infospace.ru (дата обращения: 12.02.2011).
Барашкова Н.К., Кижнер Л.И., Кужевская И.В. Атмосферные процессы: динамика, численный анализ, моделирование : учеб. пособие / науч. редм
 Use of prognostic WRF model for weather forecasting in Tomsk region | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 358.

Use of prognostic WRF model for weather forecasting in Tomsk region | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 358.