УДК 551.501.8<<2014>>(470.62)
Организация радиолокационных и аэрологических наблюдений в районе
проведения зимних Олимпийских и Паралимпийских игр в г. Сочи в 2014 г.
А. 3. Дубовецкий*, А. П. Кац*, А. В. Кочин*, А. Ю. Мельничук*, Ю. В. Мельничук**
Описывается система радиолокационных наблюдений и аэрологического зондирования, созданная для метеорологического обеспечения зимних Олимпийских и Паралимпийских игр 2014 г. Рассматриваются основные этапы работ по ее организации и развитию, включая реализацию оперативного доведения радиолокационной информации до пользователей разного уровня — от синоптиков локальных центров на спортивных объектах Игр до официального сайта Росгидромета, участников международного исследовательского проекта ЕКОБТ-14 и системы международного олимпийского телевещания. Указывается список основных информационных продуктов, использовавшихся синоптиками, отвечающими за метеорологическое обеспечение Игр. Приводятся результаты расширения зоны обзора радиолокационных наблюдений путем обмена информацией с метеорологическими службами соседних стран и создания оперативной технологии приема и усвоения этой информации и генерации композитных ("сшитых ") карт по данным доплеровских метеорологических радиолокаторов на г. Ахун и в городах Самсун, Трабзон и Симферополь.
Ключевые слова: радиозондирование, временный пункт радиозондирования, доп-леровский метеорологический радиолокатор, композитная карта, радиолокационные измерения интенсивности и количества осадков, подсистема радиолокационных наблюдений для обеспечения зимних Олимпийских и Паралимпийских игр 2014 г.
Для заблаговременного прогнозирования опасных и неблагоприятных явлений погоды в зоне проведения зимних Олимпийских и Паралимпийских игр (далее Игр) необходимы данные не только наземной наблюдатель ной ме тео роло ги чес кой сети, но и ра ди оло ка ци он ных ме те о роло ги-ческих и аэрологических станций.
Организация учащенных аэрологических наблюдений
Анализ расположения пунктов аэрологических наблюдений показал, что к югу от Главного Кавказского хребта и в районе восточнее Сочи они
* Центральная аэрологическая обсерватория; e-mail: dubovetsky@cao-rhms.ru.
** Валдайский филиал Государственного гидрологического института.
находятся на расстоянии 1000 км и более, что неприемлемо, учитывая сложность орографии Черноморского побережья Северного Кавказа. Несмотря на небольшую удаленность ближайшей аэрологической станции в Туапсе от места проведения Игр, ее данные для района Сочи малорепрезентативны из-за значительного различия физико-географических условий местности. В районе Туапсе максимальная высота горного хребта составляет 994 м, а в районе Сочи она увеличивается до 3300 м. При этом резко возрастающая изрезанность рельефа усложняет термодинамические процессы, обусловленные влиянием местной горно-долинной циркуляции между хребтами и вертикальной климатической зональностью. Известно, что под воздействием средиземноморских циклонов опасные явления погоды, возникающие в зимний период, из-за локальных условий циркуляции намного интенсивнее в Сочи, чем в Туапсе, и ущерб от них может быть более значительным. В связи с этим получение репрезентативной аэрологической информации является необходимым условием для повышения качества и оправдываемости прогнозов в период проведения Игр.
Для наблюдения за синоптической ситуацией, детального прогнозирования гидрометеорологической обстановки, заблаговременного выявления опасных явлений погоды в районе проведения Игр по поручению Росгидромета в период с 1 декабря 2013 г. по 16 марта 2014 г. сотрудниками Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) было организовано учащенное (четырехразовое) температурно-ветровое радиозондирование на базе агрометеорологической станции Сочи (http://cao-rhms.ru/monitor/stuff/ sochi/). Выбор в пользу этого места был сделан в связи с большой закрытостью горизонта на метеостанции Красная Поляна.
В качестве системы зондирования был использован комплекс радиозондирования SR-10 французской компании "MODEM", уже апробированный в рамках работ при ликвидации последствий разрушительного паводка, обрушившегося 7 июля 2012 г. на Краснодарский край.
Комплекс представляет собой портативную систему радиозондирования но во го по коле ния, ис поль зу ю щую для со про вож де ния ра ди о зон да по координатам сигналы глобальной навигационной системы GPS. В состав комплекса входят радиозонды M2K2-DC на частоте 400—406 МГц производства той же компании с микроминиатюрными датчиками температуры и влажности повышенной точности. Данные датчиков и навигационная информация передаются на наземную станцию по цифровому радиоканалу с интервалом 1 с. Обработка данных на ПК производится автоматически в реальном масштабе времени. В состав комплекса также входит компактное устро йство пред полет ной про вер ки с вен ти ли руе мой ка ме рой, обес пе-чивающее настройку несущей частоты радиозонда, считывание калибровочных коэффициентов, контроль показаний датчиков и приема сигналов GPS. Следует отметить высокий уровень технической поддержки производителем комплекса: замечания и предложения рассматривались оперативно и необходимые доработки были сделаны в период тестовых соревнований зим не го сезо на 2012/13 г.
Для изме ре ния ме те о роло ги чес ких ве ли чин в при зем ном слое ат мосфе-ры использовался автоматический метеокомплекс (АМК) агрометеорологической станции Сочи.
Проведение радиозондирования на временном пункте в декабре 2012 г. — марте 2013 г. позволило отработать вопросы оперативного развертывания комплекса радиозондирования и организации рабочих мест (оператора по наполнению гелием оболочек радиозондов и оператора комплекса); определения места и особенностей выпуска радиозонда в зависимости от направления и скорости приземного ветра; обеспечения поставок радиозондов, оболочек и гелия, а также использования обменного фонда газовых баллонов; оперативного взаимодействия с персоналом агрометеорологической станции Сочи для получения метеоданных АМК; подготовки персонала и его размещения; организации связи и передачи результатов наблюдений; согласования использования воздушного пространства и отработки взаимодействия с органами управления воздушным движением; согласования пользования радиочастотным спектром и оптимизации его использования с учетом электромагнитной обстановки в районе г. Сочи.
В период между зимними сезонами 2012/13 и 2013/14 гг. радиозондирование на временном пункте не проводилось. За это время ЦАО был проведен комплекс мероприятий по согласованию вопросов использования воздушного пространства в районе г. Сочи, закупки радиозондов, оболочек и гелия для их наполнения, пользования радиочастотным спектром. С 1 декабря 2013 г. (срок 0 ч ВСВ) возобновилась работа временного пункта четырехразового температурно-ветрового радиозондирования в г. Сочи.
Результаты аэрологических наблюдений (рис. 1) оперативно передавались в коде КН-04 на сервер ЮНИМАС АСПД Специализированного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Черного и Азовского морей (СЦГМС ЧАМ) с использованием веб-интерфейса, оттуда по каналам АСПД Росгидромета данные поступали в АСПД Департа-мен та Рос гид роме та по Южному и Се ве ро-Кав каз скому феде раль ным округам, ОАСПД Авиаметтелекома и зарубежным партнерам Росгидромета по проекту РЯ08Т-2014 (в ГСТ ВМО). На сервер проекта РЯ08Т-2014 оперативно загружались данные радиозондирования с высоким вертикаль-
Рис. 1. Результаты аэрологических наблюдений: профили температуры (1) и влажности (2) (а), направления (5) и скорости ветра (4) (б). Выпуск радиозонда в 0 ч 16 марта ВСВ 2014 г.
иым разрешением с указанием координат радиозонда, полетного времени и информации о траектории полета радиозонда в формате kmz, совместимом с технологиями Google Maps и Ооо§1е Earth. По просьбе синоптиков АМСГ аэропорта Адлер, по достижении радиозондом высоты 4000 м им по электронной почте передавались данные о температуре и распределении ветра в приземном слое атмосферы.
В целом специалисты команды метеорологов, обеспечивающих проведение Игр "Сочи-2014", и СЦГМС ЧАМ высоко оценили актуальность, своевременность поступления и качество аэрологической информации с временного пункта радиозондирования атмосферы г. Сочи.
Программа наблюдений временного пункта радиозондирования атмосферы была выполнена практически полностью. Результаты работы временного пункта радиозондирования в г. Сочи в период зимних Олимпийских и Паралимпийских игр в г. Сочи в 2014 г. следующие:
Месяц Декабрь Январь Февраль Март Итого
2013 г. 2014 г. 2014 г. 2014 г.
Число наблюдений 107 103 111 62 383
Выполнение плана, % 99,1 99,0 99,1 100 99,3
Средняя высота зондирования, м 27544 26604 29345 29218 28177
В период его работы было всего три запрета на выпуск радиозонда от органов, контролирующих использование воздушного пространства.
Подсистема радиолокационных метеорологических наблюдений
Подсистема радиолокационных наблюдений метеорологического обеспечения Игр создавалась с 2010 г. и к моменту их проведения включала доплеровский метеорологический радиолокатор (ДМРЛ) WRM200 фирмы "Вайсала", установленный на горе Ахун в окрестностях Сочи, и два микродождевых радиолокатора вертикального зондирования МЯЯ-2, установленных в долине р. Мзымта рядом с посадочной станцией подъемника олимпийских объектов "Роза Хутор" и на территории снеголавинного отряда СЦГМС ЧАМ.
Проведенный в 2010 г. анализ состояния подсистемы радиолокационных наблюдений в районе проведения 0лимпиады-2014 показал, что существовавшая система принципиально непригодна для метеообеспечения зимних Олимпийских игр. В связи этим было решено приобрести доплеровский радиолокатор с двойной поляризацией WRM200 фирмы "Вайсала", имевший в тот период наилучшие параметры из предлагаемых на мировом рынке. В 2010 г. были выполнены работы по выбору оптимальной позиции для установки радиолокатора, в максимальной степени отвечающей требованиям получения радиолокационной информации об облачных сис те мах как над ак вато ри ей Чер но го моря, так и в ра йо не
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.