ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ в 21 веке

Особенности развития

Гидрометцентр России начал свою деятельность 1 января 1930 года в качестве Центрального бюро погоды СССР, образованного в Москве.

Древнегреческий философ Платон писал, что греки дали новой толчок развитию науки благодаря тому, что при проведении исследований освободились от критерия выгоды. Варвары, наоборот, все свои открытия связывали с их практическим применением. Оба мнения до сих пор являются спорными, но одно несомненно, что идея образования Гидрометцентра России была продиктована потребностями практики. Однако эти потребности значительно опережали возможности прогнозирования погоды и гидрометеорологических явлений, и возникла острая необходимость проведения научных исследований, ориентированных на создание фундаментальной основы решения практических (прогностических) задач.

В связи с индустриализацией страны, развитием авиации, освоением Северного морского пути, с расширением сферы использования водных ресурсов и интенсификацией сельского хозяйства деятельность Центрального бюро погоды расширялась и развивалась. С 1936 года это уже Центральный институт погоды, с 1943 г. – Центральный институт прогнозов, с 1965 г. – Гидрометеорологический научно-исследовательский центр СССР (Гидрометцентр СССР), с 1992г. и по настоящее время - Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации (Гидрометцентр России).

В период Великой Отечественной войны Центральный институт погоды подготавливал прогнозы по районам боевых действий, составлял прогнозы погоды для авиации дальнего действия и воздушно-десантных операций, осуществлял обеспечение наземных операций гидрологическими прогнозами.

Послевоенные годы ознаменовались развитием динамической метеорологии, численных прогнозов и внедрением в службу погоды электронных вычислительных машин. Это существенным образом повлияло как на направление научных исследований, так и на оперативную деятельность. Стали интенсивно развиваться гидродинамические модели общей циркуляции атмосферы, а не только традиционные синоптические исследования по разработке методов прогноза гидрометеорологических величин и явлений.

В 1965 г. в связи с созданием в системе Всемирной метеорологической организации по поручению Генеральной ассамблеи ООН трех Мировых метеорологических центров (Москва, Вашингтон, Мельбурн) на Гидрометцентр СССР были возложены функции ММЦ «Москва». Запуск 4 октября 1957 г. в СССР и 2 января 1958 г. в США искусственных спутников Земли ознаменовал начало освоения космоса и использование метеорологических спутников для изучения атмосферы и прогнозирования погоды. Гидрометцентр СССР оказался на переднем крае исследований по спутниковой метеорологии и применения результатов в обеспечении народного хозяйства, что привело к награждению его в 1967 г. орденом Ленина. В период реформ установившаяся система бюджетного финансирования была нарушена, необходимо было найти новые способы решения задач. Гидрометцентр России и с этой трудностью справился, используя новые возможности и концентрируя усилия на основных направлениях развития. Важным событием, во многом определившим судьбу научных исследований в этот период, было присвоение Постановлением Правительства Российской Федерации от 14 октября 1994 г. Гидрометцентру России статуса Государственного научного центра Российской Федерации на основе проведения специального конкурса. Отрадно отметить, что этот статус Гидрометцентр имеет до сих пор, периодически его подтверждая на той же конкурсной основе.

Ученые Гидрометцентра России на протяжении всей истории его существования вносили весомый вклад в развитие гидрометеорологии, особенно прогностической. Мы не будем перечислять все их имена, они широко известны. В стенах Гидрометцентра России работали академики Г.И. Марчук и А.С. Монин, члены-корреспонденты Академии наук И.А. Кибель и Е.Н. Блинова, профессора А.Ф. Дюбюк, Н.И. Булев, В.А. Бугаев, А.Л. Кац, П.С. Линейкин, С.Т. Пагава, М.А. Петросянц, Х.П. Погосян, И.Г. Пчелко, К.А. Семендяев, Е.С. Уланова, Б.Д. Успенский, С.П. Хромов и многие другие. Ученые Гидрометцентра стали основоположниками признанных научных школ по численным прогнозам погоды, авиационной метеорологии, гидрологическим прогнозам, морским гидрологическим прогнозам, агрометеорологическим прогнозам. Благодаря их самоотверженному труду Гидрометцентр России в настоящее время представляет собой ведущее научно-исследовательское учреждение Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Следует отметить, что интеграция в одном учреждении научной и оперативной работы является основной особенностью Гидрометцентра России по сравнению со многими зарубежными метеорологическими центрами. Эта особенность сохранилась, поскольку и теперь требования практики опережают возможности науки. Благодаря этой особенности проблема внедрения в практику результатов научных исследований в сфере прогнозирования погоды решается оптимальным образом, да и сами исследования с самого своего начала нацелены на решение практических задач.

Хотя такая организационная структура является оптимальной, много раз приходилось прилагать усилия руководству Гидрометцентра России, чтобы ее сохранить, и каждый раз решающим аргументом служила не только эффективность работы учреждения в целом, но и эффективность внедрения в практику полученных научных результатов.

Вторая особенность – интеграция прогностической деятельности, касающейся всей гидрометеорологии в целом, а именно, метеорологических прогнозов любой заблаговременности, гидрологических прогнозов, агрометеорологических прогнозов, а также прогнозов для авиации, для морской деятельности и других отраслей экономики. Необходимость такой интеграции первоначально диктовалась требованиями централизованного обслуживания народного хозяйства, но оказалось, что она имеет и объективную составляющую, которая становилась все более заметной со временем. Известно, что при составлении любого вида прогноза гидрометеорологического характера используются прогностические значения различных метеорологических величин. Гидрологические прогнозы используют величину температуры и количество осадков, агрометеорологические прогнозы также зависят от того, какая будет погода и т.д. Ранее при отсутствии методик прогнозирования этих величин для составления гидрометеорологических прогнозов брались их климатические характеристики. Но по мере совершенствования прогностических методик, увеличения точности метеорологических прогнозов все чаще и чаще стали пользоваться не фактическими и климатическими значениями требуемых величин, а их прогностическими значениями. Иначе говоря, прогресс в развитии методик метеорологических прогнозов способствует прогрессу и развитию всего комплекса прогностической гидрометеорологии, а наличие этого комплекса в одном и том же учреждении сокращает путь внедрения их в оперативную практику.

Третья особенность – наличие системы подготовки кадров высшей квалификации. При Гидрометцентре России имеется аспирантура и Совет по защите докторских и кандидатских диссертаций по двум научным специальностям – физика атмосферы и гидросферы и метеорология, климатология и агрометеорология. Современные технологические линии гидрометеорологического прогнозирования очень сложны и уникальны. Их нельзя купить на рынке. Их нужно создать. Поддержание их непрерывного функционирования и, тем более, их развитие требует специальной подготовки кадров высшей квалификации.

80 лет - почтенный возраст не только для человека, но и для учреждения, и с удовлетворением можно отметить, что в течение всех этих лет, даже самых трудных для страны, Гидрометцентр России с честью выполнял возложенные на него функции, постоянно совершенствуя свою структуру и сохраняя рациональные идеи, заложенные его основателями.


Особенности современного этапа прогностической метеорологии

К началу XXI столетия мировое метеорологическое сообщество достигло выдающихся успехов в краткосрочном и среднесрочном прогнозировании погоды. К таким успехам относятся:
- разработка в ряде стран глобальных, региональных и мезомасштабных гидродинамических численных моделей общей циркуляции атмосферы. Эти модели позволяют прогнозировать поля метеорологических элементов на 5—7 суток с приемлемой для многих потребителей точностью;
- создание в крупных метеорологических центрах, оснащенных мощной вычислительной техникой, уникальных технологий, позволяющих внедрить эти модели в оперативную практику;
- создание и организация непрерывного функционирования глобальных международных систем наблюдений, телесвязи и обработки данных, позволяющих осуществлять наблюдение за погодой, передачу данных наблюдений в метеорологические центры и распространение продукции в прогностические центры национальных метеорологических служб.

Успехи в численном (гидродинамическом) моделировании атмосферы привели к существенному изменению в технологии подготовки прогноза погоды. Крупные метеорологические центры, оснащенные мощной вычислительной техникой, ежедневно на основе глобальных моделей общей циркуляции атмосферы производят расчет на 5-7 суток полей давления, высот изобарических поверхностей, полей ветра и температуры и другой продукции и автоматически, в кодированном виде, распространяют ее в оперативные прогностические организации. Иначе говоря, произошел переход от децентрализованной системы прогнозирования к централизации ее основы – прогноза метеорологических полей.

Такие метеорологические центры, подобно промышленным комбинатам, выпускают продукцию, используемую более мелкими организациями, так же как, к примеру, продукцию металлургического комбината используют для изготовления каких-либо изделий на заводах и фабриках. По существу создана международная «прогностическая индустрия». В нашей стране выполнение функций одного из центров такой индустрии возложено на Гидрометцентр России.

Основная деятельность Гидрометцентра России, как государственного учреждения связана с выполнением задач федерального значения:
- Обеспечение национальной безопасности страны в области гидрометеорологии, - Выполнение международных обязательств Российской Федерации как члена Всемирной метеорологической организации.

Главной уставной задачей Гидрометцентра России является получение новых научных знаний о гидрометеорологических явлениях и процессах в атмосфере, океане, верхнем слое суши, создание и усовершенствование методов, моделей и технологий их прогнозирования в целях снижения риска жизни населения, уменьшения ущерба от опасных и стихийных погодных явлений, информирования руководства страны о фактическом и ожидаемом состоянии природной среды, гидрометеорологического обеспечения экономики и обороны страны.

Проводимые Гидрометцентром России фундаментальные и поисковые научно-исследовательские работы проводятся в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 гг. и проектов РФФИ, прикладные исследования в рамках ФЦП «Развитие системы гидрометеорологического обеспечения народного хозяйства Российской Федерации в 1994-1996 годах и на период до 2001 года», «Экология и природные ресурсы» подпрограмма «Гидрометеорологическое обеспечение безопасной жизнедеятельности и рационального природопользования», «Предотвращение опасных изменений климата и их отрицательных последствий», «Мировой океан», совместной научно-технической программы Союза Беларуси и России «Совершенствование и развитие единой технологии получения, сбора, анализа и прогноза, хранения и распространения гидрометеорологической информации и данных о загрязнении природной среды» и направлены на создание методов, моделей и технологий прогнозирования погоды, в том числе неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений.


Важнейшие теоретические и практические результаты последнего десятилетия

2000-2001 гг.
Создана первая в России глобальная 31- уровневая модель высокого пространственного разрешения с шагом по горизонтальным координатам 1.4°, предназначенная для выпуска прогнозов погоды с заблаговременностью до 5 суток.
Впервые в нашей стране предложен и апробирован алгоритм нелинейной инициализации по нормальным модам с учетом действия неадиабатических источников тепла.
Предложена и апробирована в спектральной модели атмосферы новая схема мелкой конвекции, основанная на использовании лагранжева подхода.
Создана адаптивная статистическая модель среднесрочного прогноза основных метеорологических элементов для 5000 пунктов на всех континентах земного шара.
Получены новые сведения о закономерностях долгопериодной изменчивости системы атмосфера-океан-Земля, получены оценки влияния сезонной предсказуемости режимов атмосферной циркуляции, разработаны новые методы прогнозирования внутримесячных изменений температуры воздуха.
Получены количественные зависимости интенсивных осадков, сплошной облачности и сильных ветров от бароклинности и циклоничности атмосферных процессов, что чрезвычайно актуально для повышения точности их прогнозирования.
Разработана методика расчета статистических оценок максимально возможных суточных осадков применительно к территориям речных водосборов. Усовершенствована региональная модель прогноза на срок до 48 часов на сетке 137 х 209 по горизонтали с разрешением 75 км путем создания и включения в нее блоков параметризации радиации и пограничного слоя атмосферы.
Разработан метод учета тропических циклонов в региональной модели, проведена апробация метода на реальных данных.
Разработаны численные алгоритмы решения исходного уравнения притока тепла и уравнения для давления в негидростатических моделях (упругая аппроксимация).
На основе выходных данных региональной модели с разрешением 75 км проведены численные эксперименты по моделированию возникновения и развития зон активной конвекции с особо опасными явлениями.
Впервые в России на суперкомпьютере СRАУ У-МР8Е создана глобальная система усвоения данных наблюдений о состоянии атмосферы, позволяющая получать в оперативном режиме поля метеорологических характеристик в узлах регулярной широтно-долготной сетки 2,5x2,5. Для функционирования этой системы не требуется привлечения прогностической информации зарубежных метеорологических центров.
Создана региональная система усвоения данных и наблюдений о состоянии атмосферы, включающая схему объективного анализа метеорологических элементов и полулагранжеву прогностическую модель атмосферы.
На суперкомпьютере СRАУ У-МР8Е реализован глобальный объективный анализ влажности в свободной атмосфере и глобальный объективный анализ температуры подстилающей поверхности.
На суперкомпьютере СRАУ У-МР8Е внедрены в оперативную эксплуатацию программные средства второй очереди автоматизированной системы оперативной обработки информации (АСООИ- СRАУ). В опытную эксплуатацию внедрены программные средства первой очереди технологии круглосуточного приема от ЦКС Москва и раскодирования ежедневных данных наблюдений для декодирования ежедневных данных наблюдений и продукции зарубежных центров в кодовой форме ОК1В. Внедрены подсистема комплексного мониторинга потоков данных и автоматизированная технология оценки успешности прогнозов опасных явлений погоды и полей метеоэлементов. Разработана и реализована первая очередь подсистемы для информационного обеспечения потребителей продукции Гидрометцентра России с использованием технологии Интернет/Интранет. Получены прогностические рекомендации и количественные выводы о сопряженности засух с урожайностью зерновых культур и циркуляционно-термическими характеристиками атмосферы.
Разработан и апробирован программный модуль прогноза летних осадков и ветра, имеющих градацию опасного явления, на основе выходных данных региональной модели.
Создана технология долгосрочного прогнозирования уровня Каспийского моря. Получен прогноз эволюции уровня Каспия до 2015 года.
Проведены испытания подсистемы мониторинга снежного покрова по территории северного полушария на основе модели описания сезонной эволюции снежного покрова.

Результаты выполнения программ работ Гидрометцентра России:
- развиваются приоритетные направления науки и техники «Фундаментальные исследования (математическое моделирование)», «Экология и рациональное природопользование»;
- сохранено научное и научно-техническое лидерство Гидрометцентра России в стране и за рубежом в области гидрометеорологии как Мирового Метеорологического центра.


2003-2005 гг.
В 2003-2005 гг. Гидрометцентром России проведены исследования по развитию нового поколения математических моделей физических процессов в атмосфере, океане, верхнем слое суши и созданию новых информационных технологий, соответствующих современному уровню мировой гидрометеорологической науки по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Экология и рациональное природопользование» и критическим технологиям Российской Федерации «Мониторинг окружающей среды», «Снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф», «Компьютерное моделирование» и по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Рациональное природопользование» и критическим технологиям «Технологии мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы».

2003 г.
Введена в оперативную эксплуатацию глобальная спектральная модель атмосферы Т85L31, позволившая создать технологию выпуска прогностической продукции глобального покрытия с конкурентоспособным уровнем качества (по точности модель занимает 7-9 место среди лучших мировых моделей). Разработана не имеющая аналогов в России глобальная система усвоения данных, получаемых с различных наблюдательных систем (наземная сеть, спутники, воздушные суда, буи и др.). На основе модели Т85L31 впервые в стране создана технология прогнозирования элементов погоды (температуры воздуха у земли, количества осадков, облачности) в глобальном масштабе и не имеющая аналогов динамико-статистическая методика и технология прогноза зон повышенной вероятности гололедных явлений для территории России. Созданы и внедрены не имеющие аналогов методика и технология краткосрочного прогноза погоды для пунктов Центрального федерального округа. Создана технология прогноза и оперативной передачи информации о пространственном распределении зон повышенной вероятности гололедных явлений на территории России. Технология получила Почетный Диплом Победителя Всероссийского конкурса на лучший энергоэффективный проект 2003 г.

2004 г.
Разработана система оперативного выпуска и проверки качества гидродинамических прогнозов метеорологических полей и элементов погоды (осадков, приземной температуры, приземного ветра) на сроки 1-10 суток. Создана функционирующая в режиме реального времени глобальная система усвоения данных наблюдений широкого спектра наблюдательных систем с использованием глобальной спектральной модели Гидрометцентра России высокого пространственного разрешения. Разработана технология ансамблевого сезонного прогноза метеорологических полей на основе использования глобальных моделей атмосферы и океана.

2005 г.
Проведены работы по настройке и отладке отдельных модулей глобальной спектральной модели Т169L31. Основное внимание было сосредоточено на устойчивости работы динамического блока, а также - на эффектах взаимодействия с подстилающей поверхностью (описание процессов в пограничном слое атмосферы, «климатические» характеристики тепло-влажностного состояния поверхности суши, особенности взаимодействия с орографией). В результате было достигнуто уменьшение скорости роста ошибок во всей толще атмосферы и увеличен не менее чем на 12 часов (в отдельных реализациях - до 36) период полезного прогноза на различных уровнях по сравнению с существующей оперативной версией модели Т85L31.
Создан экономичный вариант спектральной модели атмосферы применительно к возможностям новой вычислительной техники в рамках технической модернизации Мирового Метеорологического центра, функции которого выполняет Гидрометцентр России. Удалось добиться 10-кратного уменьшения времени счета на 32 процессорах за счет распараллеливания расчета по широтным поясам. Создание экономичного варианта спектральной модели позволило сократить время счета существующей версии Т169L31 и ускорить внедрение модели Т169L31 на имеющейся вычислительной технике. Получены предварительные результаты для новой версии спектральной модели - Т339L31.
Разработана пилотная версия технологии ансамблевого прогноза на краткие и средние сроки, включающая блоки построения ансамблей по различным стартовым полям, обработки и верификации и визуализации результатов.
Реализована и прошла квазиоперативные испытания полулагранжева модель с переменным разрешением - первая отечественная модель, достигшая горизонтального разрешения в 30 км над всей территорией России.


2006-2008 гг.
В 2006-2008 гг. Гидрометцентром России проведены исследования по развитию нового поколения математических моделей физических процессов в атмосфере, океане, верхнем слое суши и созданию новых информационных технологий, соответствующие современному уровню мировой гидрометеорологической науки по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Рациональное природопользование» и критическим технологиям «Технологии мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы». «Технологии снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф», «Технологии обеспечения защиты и жизнедеятельности населения и опасных объектов при угрозах террористических проявлений».
Основные результаты, полученные при выполнении Целевой научно-технической программы «Научные исследования и разработки в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды» Плана НИОКР Росгидромета для государственных нужд в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды следующие.
Завершена разработка основных блоков системы трёхмерного вариационного усвоения данных (многоэлементный анализ, усвоение спутниковых наблюдений). Реализована процедура оценки и устранения смещений в наблюдениях, вызванных несовершенством существующих физических моделей и спутникового оборудования.
Реализована версия модели ПЛАВ-ПР с переменным разрешением и пространственной детализацией порядка 20 км по территории России и проведены эксперименты по предварительной настройке этой версии. Внедрена в оперативную практику глобальная версия конечно-разностной полулагранжевой модели с горизонтальным разрешением 0,9° х 0,72&3176; (порядка 70-75 км по территории России) и 28 уровнями по вертикали.
Модернизировано программное обеспечение глобальной спектральной модели атмосферы – разработаны и реализованы алгоритмы распараллеливания вычислений. Достигнуто устойчивое превышение качества прогнозов базовых метеорологических полей в версии модели Т169L31 по сравнению с прогнозами оперативной версии Т85L31. Подготовлены распараллеленные версии модели Т339L31 и Т669L31.
Разработана и реализована на комплексе ЭВМ и внедрена в оперативную практику новая усовершенствованная прогностическая технология расчета элементов погоды (РЭП) на базе статистической интерпретации результатов гидродинамических моделей. Прошли оперативные испытания и внедрены методы прогноза экстремальных температур воздуха до 5-ти суток и прогноза декадной температуры воздуха по территории Российской Федерации. Также на базе РЭП разработан и внедрен в оперативную практику метод прогноза аномально холодной погоды с заблаговременностью 48-144 часа, который используется Федеральным штабом по безопасности электроснабжения Российской Федерации в отопительный сезон.
Разработаны программы интерпретации результатов гидродинамических моделей для задач прогноза нижней границы конвективных облаков, высоты нулевой изотермы, турбулентности в ясном небе. Разработанные программы сданы в АСООИ и начата их оперативная эксплуатация.
Разработан статистический метод идентификации неблагоприятных метеорологических условий, способствующих накоплению примесей в нижних слоях атмосферы, на основе данных мезомодели и профилемера МТП-5.
Разработаны методы краткосрочных прогнозов (на 1 сутки) максимальных расходов (уровней) воды дождевых паводков на наиболее паводкоопасных юго-западных притоках Кубани. Разработан новый метод автоматизированного долгосрочного прогноза притока воды в Горьковское водохранилище в период весеннего половодья, основанный на районировании бассейна водохранилища по условиям формирования весеннего стока.
Создана автоматизированная система оценки успешности прогностических моделей ветрового волнения и проведено сравнение оперативных прогнозов волнения в Северной Атлантике на основе моделей ААНИИ и ГОИН.
Создан усовершенствованный метод прогноза годового хода уровня Каспийского моря, оправдываемость которого превышает оправдываемость старого метода на 6%. Уточнены статистические характеристики составляющих водного баланса и уровня Каспийского моря с учетом данных наблюдений за последние 30 лет.
Подготовлены к изданию «Рекомендации по гидрометеорологическому обеспечению морских отраслей экономики».
Проведена опытная эксплуатация общесистемных и информационных технологий, входящих в регламент Гидрометцентра России, как одного из центров ЕСИМО, и подготовлена эксплуатационная документация.
Проведена закупка и поэтапное внедрение нового аппаратно-программного комплекса для центра ЕСИМО.
Развиты методы и технологии для подготовки и распространения оперативной диагностической и прогностической гидрометеорологической информации по Мировому океану и морям России, среди которых:
- анализ параметров Мирового океана на основе системы усвоения океанографических данных;
- прогноз опасных штормовых условий для 9 морей России с индикацией опасности по максимальной скорости ветра.

Основной научно-технической продукцией Гидрометцентра России являются гидрометеорологические прогнозы, которые предназначены для общего и специализированного обслуживания разных отраслей хозяйственной деятельности, включая транспортный, топливно-энергетический, сельскохозяйственный и оборонный комплексы, а также для гидрометеорологического обеспечения кризисных ситуаций, связанных с техногенными авариями и стихийными явлениями. Созданные на основе проводимых исследований новые суперкомпьютерные технологии гидрометеорологического прогнозирования позволяют с большей заблаговременностью составлять предупреждения об опасных гидрометеорологических явлениях по всей территории России, повышают заблаговременность численных прогнозов погоды с 3 до 5 суток, многократно увеличивают объем специализированной информации, уменьшают зависимость Росгидромета от прогностической продукции зарубежных метеорологических центров.

Специфической особенностью Гидрометцентра России является то, что основные результаты его научно-исследовательской деятельности представляют собой непатентуемые методы гидрометеорологических прогнозов различной заблаговременности, используемые в оперативно-прогностических подразделениях Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Внедрение новых методов прогноза в оперативно-прогностическую деятельность осуществляется на основании решений Центральной методической комиссии Росгидромета по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам. За период 2000-2008 гг. Гидрометцентром России создано и внедрено в оперативную практику более 90 инновационных продуктов, ориентированных на достижение стратегических национальных приоритетов Российской Федерации.

Важной задачей Гидрометцентра России является подготовка научных кадров в системе Росгидромета. В октябре 2008 г. Гидрометцентром России была проведена Научная школа - семинар «Современные технологии прогнозирования погоды» для молодых ученых и специалистов Беларуси и России с участием молодых ученых и специалистов национальных гидрометслужб стран СНГ, в которой приняло участие более 200 молодых представителей гидрометслужб Беларуси, России, Узбекистана, Украины и российских государственных университетов. Базовой кафедрой для подготовки специалистов в области гидрометеорологии, геофизической гидродинамики, климатологии, численного прогноза погоды является кафедра метеорологии и климатологии Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

В Гидрометцентре России регулярно стажируются специалисты метеорологических служб стран СНГ в рамках сотрудничества Межгосударственного Совета по гидрометеорологии (МСГ), проходят производственную и дипломную практику студенты - гидрометеорологи ВУЗов и техникумов. Регулярно проводятся различные научные форумы с участием широкого круга специалистов и научно-практические конференции для представителей сетевых оперативно-производственных подразделений гидрометслужбы, в которых принимают активное участие специалисты не только Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, но и специалисты метеорологических служб стран СНГ.

Результаты научных исследований Гидрометцентр России неоднократно успешно представлял на различных выставочных мероприятиях. Гидрометцентр России - постоянный участник и дипломант Международных и Всероссийских выставок, в том числе Международных выставок «ЭКСПО 2000» - «ЭКСПО 2008», Международных научно-промышленных форумах «Великие реки-2000-2009» и ряда других.

В 2005 г. на Гидрометцентр России в целях обеспечения подготовки и проведения в г. Москве 26-29 сентября 2006 г. Международной конференции по проблемам гидрометеорологической безопасности было возложено обеспечение деятельности Организационного и Международного программного комитетов. Конференция проводилась в рамках мероприятий по председательству Российской Федерации в «Группе восьми» и была организована Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) с участием заинтересованных органов исполнительной власти Российской Федерации. В работе конференции приняли участие более 590 человек, представители национальных гидрометеорологических служб, гидрометеорологических центров, научных учреждений и организаций, высших учебных заведений из 31 страны. В принятой конференцией Резолюции выражена признательность Росгидромету и правительству Российской Федерации за отличную организацию и проведение Конференции, результаты которой позитивно восприняты международным сообществом.

Все это дает основание гордиться имеющимися достижениями, но не дает основания для самоуспокоения. Критическая оценка этих достижений свидетельствует, что в некоторых направлениях все еще существует разрыв между возрастающим спросом общества и экономики страны на гидрометеорологические прогнозы и информацию и возможностями их удовлетворения. Хотя успешность прогнозов погоды и предупреждений об опасных гидрометеорологических явлениях и находится на уровне мировых стандартов, это достигнуто не только использованием продукции Гидрометцентра России, но и других ведущих международных метеорологических центров. Отсутствие в некоторых районах страны современных технических средств, в том числе вычислительных, не позволяет полностью использовать имеющиеся достижения прогностической метеорологии при составлении прогнозов локальной погоды, включая прогноз опасных явлений. Работа по оказанию методической помощи региональным метеорологическим центрам России и периферийным оперативным прогностическим организациям требует большего развития и финансовой поддержки. Остается нерешенной проблема повышения точности долгосрочных прогнозов.


Перспективы развития Гидрометцентра России

Планом действий Правительства Российской Федерации по реализации основных положений Программы социально-экономического развития Российской Федерации на среднесрочную перспективу, утвержденного распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 марта 2008 г., Росгидромету и Минрегиону России совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти поручено разработать стратегию деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на период до 2030 г. (с учётом аспектов изменения климата).

Головным институтом по разработке Стратегии - Гидрометцентром России совместно с другими НИУ Росгидромета и РАН подготовлен проект Стратегии, который в настоящее время проходит согласование с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и будет рассмотрен на заседании Правительства Российской Федерации. Основными целями Стратегии являются обеспечение защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от воздействия опасных природных явлений, изменений климата (обеспечение гидрометеорологической безопасности); обеспечение потребностей населения, органов государственной власти, секторов экономики, Вооруженных Сил Российской Федерации в гидрометеорологической, гелиогеофизической информации путем выполнения федеральных и ведомственных целевых программ. Одним из основных исполнителей этих программ будет Гидрометцентр России.

Гидрометцентр России также один из основных исполнителей Плана гидрометеорологического обеспечения XXII Олимпийских зимних игр и XI Паралимпийских зимних игр в 2014 году в г. Сочи, вошедших в число национальных приоритетов России. В настоящее время коллективом Гидрометцентра России ведется проработка методик и технологий гидрометеорологического прогнозирования, которые обеспечат необходимой информацией проведение Игр с учетом местной орографии и климатических условий.

Реализация поставленных в Стратегии целей во многом зависит от эффективной работы Гидрометцентра, а для такой работы есть необходимая материальная и научная база. Поддерживаются современный технологический цикл подготовки прогнозов, включающий численную реализацию всего спектра гидродинамических моделей общей циркуляции атмосферы – глобальных, региональных и мезомасштабных. Имеются технологические линии прогноза опасных явлений погоды, гидрологических и агрометеорологических прогнозов, прогнозов для авиации и мореплавания и др. Главный вычислительный центр Росгидромета, который обеспечивает непрерывную работу технологических линий прогноза, модернизирован и оснащен мощной ЭВМ. Сеть персональных ЭВМ обеспечивает автоматизацию оперативных задач и доступ к выходным параметрам численных моделей. Создана автоматизированная технология усвоения данных наблюдений и система их объективного анализа для оперативного счета численных прогнозов погоды, получили развитие технологии выпуска долгосрочных прогнозов на месяц и сезон, создан ряд новых систем информационного обеспечения и управления программами для обеспечения расчетов на суперЭВМ, разработаны и внедрены в оперативную работу различные методики прогноза гидрометеорологических явлений в интересах различных отраслей экономики.

Следует отметить, что прогресс в развитии Гидрометцентра России не был бы столь существенным, если бы не чрезвычайные усилия, предпринятые Росгидрометом по обеспечению технической базы, кадрового потенциала и модернизации всей гидрометеорологической службы в целом. Тяжелое финансовое положение, сложившееся в стране в годы перестройки, отрицательно сказалось на деятельности Гидрометцентра России, и принятые меры позволили сохранить непрерывность оперативной работы и основной научный потенциал, соответствующий требованиям современной мировой науки.

Достижения мировой метеорологической науки показывают, что новые научные и практически значимые результаты могут быть получены только в случае дальнейшего развития гидродинамических моделей общей циркуляции атмосферы. Необходимая техническая база для этого в Гидрометцентре России имеется. Будут приняты необходимые меры также по совершенствованию всех технологических циклов численных прогнозов погоды, начиная со сбора данных, формирования баз данных объективного анализа и заканчивая заключительной обработкой выходной продукции моделей. При этом нужно шире использовать имеющиеся возможности международного сотрудничества. Ведь уникальность технологических прогностических линий каждого метеорологического центра обусловлена лишь техническими возможностями каждой страны, а отнюдь не научными достижениями, и поэтому совершенствовать их можно не только на основании собственных разработок.

При проведении научных исследований также нет необходимости последовательно повторять полученные за рубежом результаты, целесообразно адаптировать их к региональным особенностям России. Нельзя догнать более сильного человека, последовательно повторяя его путь, можно догнать, лишь сократив этот путь.

Нужно начинать исследование процессов, знание которых в будущем позволят получить результаты, увеличивающие предел предсказуемости моделей, повысят успешность и точность прогнозов. Для этого нужно сформулировать тематику исследования, опираясь не только на существующие, но и будущие требования экономики страны. Гидродинамические модели общей циркуляции позволяют интегрировать результаты исследований динамики атмосферы, полученные ранее учеными нашей страны, заново проверить их эффективность и возможность использования и развития. Политические и языковые преграды того времени не сделали эти результаты известными широкой научной общественности, хотя научная значимость их велика, а практическая применимость может быть полезной. Гидродинамические модели позволяют также более точно и комплексно исследовать взаимодействие тропосферы и стратосферы, а регулярные данные наблюдений за озоном позволяют определить механизмы его воздействия на общую циркуляцию атмосферы и, в конечном счете, на погоду.

Выше уже говорилось, что современная оперативная технология подготовки прогнозов для пункта (территории) коренным образом отличается от прежней. Теперь она целиком основывается на использовании выходной продукции гидродинамических моделей общей циркуляции атмосферы. В то же время, принимая окончательное решение при формулировке прогноза, синоптик, по-прежнему, руководствуется синоптическим (фронтальным) анализом процессов. Тенденции в развитии прогностической метеорологии свидетельствуют о сохранении такого положения и в будущем. В связи с этим, потребуется увеличение знаний, касающихся физики мезомасштабных атмосферных процессов, детальной структуры атмосферных фронтов и концептуальных моделей опасных явлений погоды.

Опираясь на данные гидродинамического моделирования, особенно, на результаты расчетов мезомасштабных моделей и используя эти модели в качестве инструмента исследования, можно более полно изучить особенности строения атмосферных фронтов, использовать результаты как для составлений прогнозов погоды, так и совершенствования самих моделей, особенно, параметризации пограничного слоя.

Обобщенные сведения о строении фронтов и возможные региональные и локальные особенности их развития приведены в Руководстве по краткосрочным прогнозам погоды, подготовленным Гидрометцентром России еще в 1986 году. Однако эти сведения не охватывают весь спектр новых представлений о строении атмосферы и требуют дополнений и пересмотра некоторых установившихся в то время взглядов. То же самое относится и к физико-статистическим методам прогноза отдельных метеорологических величин и явлений погоды, изложенных в Руководстве. Назрело время подготовки и создания нового Руководства, отражающего сегодняшнюю прогностическую систему. Кстати, новое Руководство могло бы стать основой подготовки метеорологов-бакалавров в высших учебных заведениях страны.

Перечисленные задачи трудные, требуют чрезвычайных усилий, но вполне выполнимы. Степень выполнения этих задач будет определять не только будущее Гидрометцентра России, но во многом и будущее прогностической гидрометеорологии в нашей стране. Анализ богатой истории развития Гидрометцентра и его прошлых достижений дает все основания полагать, что и на этот раз поставленные задачи будут решены.


Р.М. Вильфанд, А.А. Васильев, Н.А. Шестакова