„Дори признаците за добро време са приятни.“

Принципи за построяване на перспективна автоматизирана система за мезомащабно прогнозиране на хидрометеорологичните условия в интерес на хидрометеорологичното осигуряване на въоръжените сили. Създаването на програмно техническия комплекс за хидрометеорологичното осигуряване (ПТК ХМО) на потребителя, интегриран с вътрешно ведомствените системи, е способно да внесе съществен принос в решаването на задачите на ХМО на ЕС. Комплексът е предназначен за ХМО дейностите на ВС в различни региони на земното кълбо. Автоматизацията на процеса на ХМО в частта си на натрупване на архиви за функцията на влияние на хидрометеорологичните условия (ХМУ) на функционирането на образците от технически средства на ВС и разработка на препоръки по отчитане на фактическите и прогнозираните ХМУ при тяхното използване се явяват едни от най-приоритетните направления в областта на усъвършенстването на ХМО на безопасността на ВС.

Използването на ПТК на ХМО се определя от необходимостта за решаване на задачите на ХМО на ВС, което изисква осигуряване на потребителите с фактическа, прогностична и климатична информация за ХМУ в районите на решаване на конкретните задачи.

В основата на ПТК на ХМО лежи реализация на технологията за мезомащабното хидродинамично прогнозиране на полето на параметрите на атмосферата.

Използването на ПТК на ХМО позволява да се решат редица задачи:

– получаване на изходна информация за хидродинамичното прогнозиране;

– контрол на информацията, постъпваща от световните метеорологични центрове (СМЦ);

– моделиране на процесите в атмосферата, почвата и океана;

– прогнозиране на метеорологичните величини и опасни явления за времето на основата на интерпретацията на резултатите от хидродинамичното прогнозиране;

– разчет на специализираните прогностични и климатични показатели на ХМУ;

– определяне на функцията на влияние на ХМУ на използването на техническите средства на ВС;

– архивиране и съхранение на фактическата и прогностична ХМИ, на специализираните показатели на ХМУ;

– сравнение на текущите и граничните значения на показателите от влияещите ХМУ;

– архивиране и съхранение на функцията на влияние на ХМУ на използването на техническите средства на ВС;

– комплексиране на резултатите от сравнението и разработката на препоръки по отчета на прогнозираните или фактическите ХМУ при планиране на дейностите на подразделенията на ВС и за управлението им;

– визуализация и документиране на резултатите от работата на подсистемите на ПТК на ХМО;

– предаване на специализирана ХМИ и препоръки по отчитане на ХМУ при вземане на управленски решения.

При разработката на ПТК на ХМО е необходимо да се отчита, че Хидрометеорологичната служба на ВС решава задачи не само по ХМО, но и по геофизическото осигуряване (ГФО) на дейностите на подразделенията на ВС.

Фактическата и прогностична геофизична информация (ГФИ) постъпва в геофизичните подразделения на космическите войски (КВ) от Института за приложна геофизика (ИПГ) и представлява сама по себе си данни, събирани от мрежата от отечествените и задграничните слънчеви обсерватории, магнитометрични станции и станциите за йоносферното сондиране.

Поради това ПТК на ХМО трябва да осигурява (допълнително към по-горе описаните) решаването на следните задачи:

– сбор, натрупване и съхранение на хелео геофизични данни;

– контрол, обработка и изобразяване на ГФИ;

– оценяване на фактическите и прогностичните ГФУ от използването на орбиталните и наземните средства КВ, разработка на препоръки по използване на радиотехническите средства и управлението на орбиталните групировки от космически апарати;

– довеждане на геофизичните условия (ГФУ) и препоръки за техния отчет от длъжностните лица в органите на управление на КВ и другите заинтересовани потребители от ВС.

Организацията на процесите, осигуряващи достигането на целите от функционирането на ПТК ХМО, предполага задължителното включване в неговия състав на следните подсистеми (блокове):

– подсистема за приемане на първична ХМИ;

– подсистема за усвояване на данните;

– подсистема за обработка и анализ на ХМИ;

– подсистеми за моделиране на процесите в атмосферата, почвата и океана;

– подсистема за физико статистическа интерпретация на резултатите от хидродинамичното прогнозиране;

– подсистема за адаптация на методите за прогнозиране;

– подсистема за верификация на разработените прогнози;

– подсистема за разработка на препоръки по отчитане на ХМУ при вземането от потребителя на управленски решения;

– подсистема за архивиране;

– подсистема за визуализация и документиране на информацията;

– подсистема за предаване на фактическите и прогнозирани специализирани ХМУ и препоръки за потребителя.

Да разгледаме причислените подсистеми.

Подсистема за приемане на първичната ХМИ е предназначена за получаване на цифрова ХМИ, предавана по каналите на спътниковата система за връзка, Глобална система за телевръзка на Световната метеорологична организация и Автоматизираната система за предаване на данни Росхидромет, за приемане на изходна ХМИ от наблюдателните системи от различни ведомства и други асиноптични данни от наблюденията.

Подсистемата за усвояване на данни предполага изпълнение на следните функции:

– сортировка на приетата ХМИ по типове на съобщество и сводки;

– съхранение на приетите сводки в база данни;

– разкодиране на приеманите сводки;

– контрол на качеството на разкодираните значения на хидрометеорологичните величини и съхранение на значенията на хидрометеорологични величини в базата данни за първична ХМИ. Трябва да бъде осигурен следния вид контрол: синтактически контрол, контрол за правдоподобие (проверка на пределните значения), за не противоречивост (проверка за съгласуваност), вертикален контрол, хоризонтален контрол;

– предаване на разкодираната вторична ХМИ от кодове GRIB, GRIB-2, RUFR и първичната ХМИ, преминала процедурата за контрол, на запитващата подсистема.

Рис. 1. Структурно функционална схема ПТК на ХМО на потребителя.

Изходната информация във вид на коригирани (при необходимост) значения на метеорологическите величини и съответните значения на показателите за качество се съхраняват в базата данни от първична ХМИ.

Подсистема за обработка и анализ на ХМИ е предназначена за апроксимация на полета от различни хидрометеорологични параметри и представянето им в форма, удобна за последващите по нататъшни обработки и хидродинамично прогнозиране. Подсистемата предполага изпълнение на следните функции:

– получаване на изходна информация за хидродинамично прогнозиране;

– контрол за информацията, постъпваща от Росхидромет и СМЦ;

– интерполация и апроксимация на хидрометеорологичните полета във възлите на регулярната мрежа;

– подготовка на началните условия за функциониране на хидродинамичните модели на атмосферата.

Подсистема за получаване на прогностични полета от хидрометеорологични величини. Функцията на ПТК на ХМО, реализираща задачата на тази подсистема – интегриране на мезомащабни модели на атмосферата.

Изходната информация във вид прогностично поле на хидрометеорологични величини и съответните значения на показателите за успешност на прогнозите трябва да се съхраняват в базата данни на прогнозната на ХМИ и да се предават в ПТК за по нататъшна интерполация на резултатите от хидрометеорологичното прогнозиране с цел осигуряване на специализирана ХМИ за потребителя.

Подсистема за интерпретация на резултатите от хидродинамичното прогнозиране е предназначена за разработка на специализирана ХМИ (реализира функцията за разработка на прогноза за конкретно явление или хидрометеорологични величини, оказващи влияние на ефективността на използване на техническите средства на ВС) и за попълване на архива с прогностична ХМИ.

Подсистема за адаптация на методите за прогнозиране предназначена за реализация на следните функции:

– оценка на качеството на методите за прогнозиране, реализирани в ПТК на ХМО;

– уточнение на параметрите на реда физико статистическите методи за прогнозиране на хидрометеорологичните величини и явления;

– даване на препоръки за предпочитание на методите за прогнозиране на едно и също атмосферно явление или хидрометеорологична величина.

Възможността за повишаване на качеството на метода за прогнозиране в резултат на адаптацията е обусловена от следните фактори:

– влияние на местните физико географски и климатични условия в конкретния район на характера на процесите, протичащи в атмосферата;

– увеличаване на обема на статистическия извадка, на базата на която се използва решаващото правило.

Подсистемата за верификация, разработваща прогнози, е предназначена за оценяване на успешността на прогнозите за полета на метеорологическите величини в пълен обем, в съответствие с Методическите указания по провеждане на производствени (оперативни) изпитания на нови и усъвършенстване на методи за хидрометеорологични и хелиогеофизични прогнози.

Подсистема за разработка на препоръки по отчета на ХМУ при вземане на решения предполага изпълнението от ПТК на ХМО на следните функции:

– определяне и архивиране на функцията на влияние на ХМУ на функционирането на техническите средства на ВС (в това число във вид на техните гранични значения);

– разчет на фактическите значения на специализираните показатели на ХМУ;

– сравнение на текущите и граничните значения на показателите влияещи на ХМУ;

– комплексиране на резултатите от сравнението и разработката на препоръките по отчета на прогнозираните или фактическите ХМУ при планиране на дейностите на подразделенията на ВС и тяхното управление.

Подсистема за визуализация и документиране на информацията, предназначена:

– за изобразяване и документиране на резултатите от работата на подсистемата за прием на първична ХМИ, подсистемата за моделиране на процесите в атмосферата, почвата и океана, подсистемата за интерпретация на резултатите от хидродинамичното прогнозиране и от подсистемата за разработка на препоръки по отчета на ХМУ при вземане на решения за използване на техническите средства на ВС;

– осигуряване на взаимодействие с ползвателите при решаване на задачите по сбора, усвояването, обработката и предаването на ХМИ.

Следващата подсистема е предназначена за предаване на фактическата и прогнозна специализирана ХМИ и препоръки към потребителя във вид, удобен за вземане на решение за използване на техническите средства на ВС.

На рисунката (рис. 1) е представена структурно функционалната схема на ПТК на ХМО на потребителя, реализирана на основата на междуведомствено взаимодействие.

За удовлетворяване на изискванията към ХМИ в условията на ограничено постъпление на изходна хидрометеорологична информация от СМЦ към ПТК на ХМО трябва да се създаде на базата на ВС и да има възможност да реализира технологиите на мезомащабното хидродинамично прогнозиране, получаването на специализирана ХМИ и, собствено, разработка на препоръки по отчета на ХМУ и предаването им на потребителя.

В ситуация на ограничено постъпление на информация се предполага получаването на асиноптична ХМИ от различни технически системи на ВС с не метеорологично предназначение, спътникова и радиолокационна информация, която трябва да бъде включена в системата за асимилация на данните от наблюденията с използване в качеството на първо приближение на климатичните полета. Също е необходимо да се използва технологията „горещо включване” на прогностичния модел. В този случай в качеството на първо приближение към началните полета ще се използват собствените прогностични полета, коригиране на система за асоциация, съгласно получените синоптични и асиноптични данни. В краен случай в качеството на изходна информация може да бъде използвано полето на налягането (или геопотенциала) на различни височини. По тези полета могат да бъдат разчитани полето на температурата и скоростта на вятъра.

По такъв начин, създаването на подобен ПТК за ХМО, на основата на принципите на междуведомствения обмен на информация и използването на съвременните високо производителни изчислителни системи в рамките на ХМС на ВС, ще позволи да се решат комплекс от задачи по оперативната осигуреност на войските с фактическа и прогностична (с предварителност до 7-10 денонощия) детайлизирана информация за ХМУ в районите на тяхната дислокация и с препоръки по отчета на ХМУ при използването на техническите средства на ВС.