Б.2 Объективный анализ

Б.1 Субъективный анализ метеорологических полей

Субъективный анализ основывается на ручном составлении карт погоды путем нанесения на них результатов наблюдений в тех точках, где они произведены с последующим проведением изолиний. Такие карты строятся для различных сроков, и по эволюции изолиний делается вывод о направлении изменения характеристик атмосферы и прогноз изменения ее параметров (изобары, изотермы, линии постоянной точки росы, функции тока, изотахи и т.д.) [3].

Разработка графической техники позволила вычислять некоторые характеристики прямо из карт и манипулировать с ними. Эта техника позволила осуществлять операции сложения, вычитания и умножения прямо по картам, в результате чего можно было определить градиенты измеряемых характеристик, термический ветер, горизонтальную адвекцию температуры, дивергенцию и вихрь скорости, вертикальные движения, тенденции давления и другие характеристики.

Синоптические карты приготовлялись вручную специалистами. Анализ осуществляется также на основании знаний и представлений определенных людей. Поэтому такой анализ называется субъективным, т.к. зависит от представлений конкретного человека. Использование субъективного анализа для прогностических целей предполагает экстраполяцию текущих и прошлых синоптических карт в будущее с целью создания прогностических карт на несколько дней вперед.

Б.2 Объективный анализ

Под термином объективный, или численный, анализ карт погоды понимают разработку и реализацию таких методов, которые позволяют по данным метеорологических измерений на станциях восстановить объективным путем поля метеорологических элементов или хотя бы получить их значения в узлах некоторой регулярной сетки. Эти значения могут затем использоваться в качестве исходных данных для численного прогноза метеорологических полей [5].

Было бы неправильно думать, что объективный анализ сводится лишь к и нтерполяции значений анализируемого метеорологического элемента со станций в узлы регулярной сетки. В действительности интерполяция является важнейшей, но не единственной составной частью объективного анализа. Другой частью объективного анализа является согласование метеорологических полей. Под этим термином мы понимаем такую обработку исходных данных или уже проинтерполированных значений, в результате которой удовлетворяются с нужной степенью точности соотношения, связывающие между собой поля различных метеорологических элементов, а также поля одного и того же элемента на разных уровнях или в разные моменты времени. Примерами таких соотношений могут служить геострофические соотношения, уравнение статики и т. п.

Наконец, третья составная часть объективного анализа заключается в выявлении ошибочных данных с последующим их устранением или в тех случаях, когда это возможно, их исправлением. Это касается, конечно, лишь достаточно грубых ошибок, а не мелких погрешностей, неизбежно сопутствующих любым данным измерений.

Перечисленные части объективного анализа не являются независимыми и не обязательно должны выполняться последовательно друг за другом. Так, методы интерполяции поля давления, основанные на полиномиальной апроксимации, предусматривают одновременное геострофическое согласование полей давления и ветра. Однако в целях изучения и усовершенствования уже существующих методов объективного анализа и построения новых методов целесообразно различать эти три части, стремясь к наиболее успешному выполнению каждой из этих частей.

Программа объективного анализа предусматривает следующие операции: интерполяция значений анализируемых элементов в узлы заранее заданной регулярной сетки, исключение и по крайней мере частичное исправление ошибок, выявляющихся при сопоставлении данных на различных станциях; согласование полей метеорологических элементов и, возможно, их сглаживание. Результаты объективного анализа фиксируются в накопителе машины в виде значений проанализированных элементов в узлах регулярной сетки.