Web-интерфейс представляет собой сервис для удобной работы синоптиков-прогнозистов с визуализированными результатами численных прогнозов погоды по модельным расчетам COSMO-Ru с шагом сетки от 13 км до 1 км. В web-интерфейсе представлено три вида информации: карты прогнозов по доменам различного охвата (рисунок 1), метеограммы (рисунок 2) и аэрологические диаграммы (рисунок 3). Все необходимые данные в реальном времени скачиваются с сервера Гидрометцентра России и выводятся на сайте.
Web-интерфейс имеет два варианта представления: с одной рабочей областью (рисунок 4) и с двумя (рисунок 5), между которыми можно свободно переключаться. Версия с одной рабочей областью обеспечивает возможность работы только с одним видом информации. Она удобна для пользователей со смартфонами, планшетами и персональными компьютерами с небольшим разрешением экрана (визуализированная информация занимает максимально возможное место на экране). Версия с двумя рабочими областями обеспечивает возможность одновременной работы с двумя видами информации. Области являются идентичными, но независимыми друг от друга. В каждой из них представлен весь возможный функционал. Информацию из каждой рабочей области при необходимости можно увеличить на весь экран. Переключение происходит с помощью переключателя в правой части шапки сайта (рисунок 6).
Для управления интерфейсом необходимо использовать меню «Навигация», с помощью которого происходит переключение между различными видами информации. Меню имеет два представления (рисунок 7). Использования какого-либо из них зависит от версии интерфейса, от разрешения монитора, от масштаба, установленного в браузере и других факторов.
Для каждого вида информации написан свой модуль, который учитывает все особенности вывода конкретных визуализированных данных.
Карты представлены по доменам различного охвата (рисунок 8). По некоторым доменам реализована альтернативная версия прогнозов, расчет которой ведется на другом компьютере, а визуализация выполнена с помощью другого графического пакета (рисунок 9).
На примере карт по расширенной территории, рассмотрим работу данного модуля. Остальные работают аналогичным образом.
В таблице 1 представлены параметры карт и их описания.
| Параметр | Описание |
| Домен |
Территория, по которой составлен прогноз
|
| Модель |
Модель, по которой рассчитан прогноз. Расчеты ведутся только по модели COSMO-Ru и различаются расширениями сеток, которые зависят от выбранного домена
|
| Метеоэлементы |
Метеопараметры, нанесенные на карту (осадки, облачность, давление, температура, ветер и т.д.)
|
| Начальный срок |
Время начала расчета (00:00, 06:00, 12:00, 18:00 UTC)
|
| Дата прогноза |
День, в который был рассчитан прогноз
|
Для каждой совокупности всех параметров имеется набор из карт за определенный промежуток времени с определенной заблаговремерностью. Промежуток времени расчета и заблаговременности зависят от выбранной модели. Заблаговременности выбираются с помощью кнопок (рисунок 10). При выборе всех параметров выводится карта, которая будет соответствовать заданным параметрам.
Предусмотрено три варианта взаимодействия с картами:
Обратите внимание, что в версии с одной рабочей областью кнопки переключения находятся слева и справа от самой карты, а в версии с двумя рабочими областями рядом с кнопками с заблаговременностями.
Чтобы открыть карту в полноэкранном режиме (рисунок 12), необходимо кликнуть по ней мышкой. В полноэкранном режиме возможно последовательное переключение с помощью клавиш, колесика мышки или с помощью кнопок слева и справа от карты. Выход из полноэкранного режима осуществляется с помощью клавиши «Escape» или кликом по затемненной области вокруг карты.
Метеограммы формируются для заданных населенных пунктов и представляют собой график прогноза изменения во времени (на несколько дней вперед) значений нескольких наиболее важных метеопараметров.
В таблице 2 представлены параметры для метеограмм и их описание.
| Параметр | Описание |
| Район |
Объединение пунктов для метеограмм, которые расположены рядом друг с другом или принадлежат к какому-либо субъекту страны. Деление на районы условно и выполнено для удобства работы
|
| Пункт |
Конкретная точка, для которой рассчитан прогноз
|
| Модель |
Модель, по которой рассчитан прогноз. Расчеты ведутся только по модели COSMO-Ru и различаются расширениями сеток, которые зависят от выбранного домена
|
| Начальный срок |
Время начала расчета (00:00, 06:00, 12:00, 18:00 UTC)
|
| Дата прогноза |
День, в который был расчитан прогнозы
|
Работа с метеограммами в двух версиях немного отличается. В версии с одной рабочей областью все параметры расположены с правой стороны экрана, пункты организованы в виде списка (рисунок 13). При выборе всех параметров открывается метеограмма в основной части экрана. Есть возможность показать пункты на карте. Для этого необходимо нажать на кнопку «Показать на карте», которая изменится на кнопку «Закрыть карту» (рисунок 14). При клике по маркеру карта закроется, вместо нее откроется метеограмма.
В версии с двумя рабочими областями пункты организованы в виде списка и карты. Переключение происходит с помощью кнопки «Показать на карте». При нажатии на пункт cписка или на маркер на карте, откроется модульное окно, в котором находятся списки с другими параметрами и сама метеограмма (рисунок 15). Чтобы выбрать метеограмму по другому пункту необходимо сначала закрыть старую. Это можно сделать с помощью нажатия клавиши «Escape» или клика по затемненной области вокруг.
В двух версиях есть возможность открыть метеограмму на полный экран, нажав на нее (рисунок 16). В полноэкранном режиме при нажатии на кнопки слева или справа от метеограммы или использовании колесика мышки метеограммы можно переключать (будут изменяться пункты, другие параметры останутся теми же). Выйти из полноэкранного режима можно с помощью клавиши «Escape» или клика по затемненной области вокруг метеограммы.
Аэрологические диаграммы или вертикальный разрез атмосферы показывают изменения метеорологических элементов в зависимости от высоты. Аэрологические диаграммы формируются для определенного пункта и представляют собой набор диаграмм в зависимости от времени.
В таблице 3 представлены параметры для аэрологических диаграмм и их описание.
| Параметр | Описание |
| Населенный пункт |
Населенный пункт, для которого составлена аэрологическая диаграмма
|
| Модель |
Модель, по которой рассчитан прогноз. Расчеты ведутся только по модели COSMO-Ru и различаются расширениями сеток, которые зависят от выбранного домена
|
| Начальный срок |
Время начала расчета (00:00, 06:00, 12:00, 18:00 UTC)
|
| Дата прогноза |
День, в который был расчитан прогнозы
|
Модуль для аэрологических диаграмм представляет собой объединение двух предыдущих модулей (карты и метеограммы). Поэтому и работа в нем организована подобным образом и не требует детальных объяснений.
Сначала необходимо выбрать населенный пункт в списке или на карте и остальные параметры из списков. Различия выбора параметров в разных версиях описаны в пункте «Метеограммы». Появившиеся на экране диаграммы аналогично картам можно переключать последовательно вперед и назад, включать автоматическое переключение или выбрать заблаговременность с помощью кнопок. Подробнее переключение описано в пункте «Карты прогнозов». При нажатии на саму диаграмму она открывается в полноэкранном режиме, функционал которого схож с картами.
Если сайт выглядит неправильно или представлены устаревшие данные, то необходимо очистить кэш-память браузера и обновить страницу.
Если это не решило проблему, нажмите на кнопку «Оставить отзыв» в верхнем правом углу и заполните предложенную форму, описав возникшую проблему. В вопросе «О каком сайте идет речь?» необходимо выбрать пункт «Красноярск».
Очиска кэш-памяти браузера необходима, если представленные данные устарели, или сайт выглядит неправильно.
Необходимо воспользоваться функцией "Забыть об этом сайте". Для этого достаточно открыть историю браузера (Ctrl+H), кликнуть правой кнопкой на выбранном сайте и выбрать в выпадающем меню "забыть об этом сайте". Затем перезагрузить сайт.
Раскройте меню и выберите пункт «Удалить личные данные» в разделе «Настройки». В появившемся окне кликните по надписи «Детальная настройка» и поставьте флажок в поле «Очистить кэш». Для запуска процесса нажмите кнопку «Удалить».
Нажать Ctrl+Shift+Del на клавиатуре. Снять все флажки, кроме «Файлы, сохранённые в кэше» (установить его, если не установлен).Нажать кнопку «Очистить».
Сначала либо воспользуйтесь горячими клавишами Ctrl+Alt+E, либо выберите пункт «Очистить кэш-память» в разделе «Правка» меню браузера. Затем нажмите кнопку «Очистить» в появившемся диалоге подтверждения операции.
Раскройте в меню раздел «Сервис» и выберите строку «Свойства обозревателя». Затем в окне настроек браузера перейдите на вкладку «Общие» в секции «История просмотра» и щелкните по кнопке «Удалить». Разные типы хранящихся данных удаляются отдельно - для этого окно «Удаление истории просмотра» разделено на секции, в каждую из которых помещена кнопка удаления информации определенного типа. Нужный вам раздел назван «Временные файлы Интернета» - нажмите кнопку «Удалить файлы», помещенную в него.
Показатель неустойчивости атмосферы. Численно равен количеству энергии частицы (массы) воздуха (Дж/кг), при ее вертикальном перемещении в атмосфере от уровня свободной конвекции до уровня нейтральной плавучести. Используется для качественной оценки конвекции и неблагоприятных явлений, связанных с ней.
EL – Уровень нейтральной плавучести
LFC – Уровень свободной конвекции
g – Ускорение свободного падения
Tv,p – Виртуальная температура частицы
Tv,e – Виртуальная температура окружающей массы воздуха
Опасные явления (ОЯ) погоды чаще всего наблюдаются при значениях CAPE выше 1000, однако не существует достоверно откалиброванных пороговых значений. CAPE зачастую используется как один из компонентов для диагностики отдельных типов опасных конвективных явлений (см. STP, SCP).
Есть разные способы определения начальной точки, от которой будет подниматься частица:
И в зависимости от этого получаются разные значения CAPE. НА картах COSMO-Ru выдается значение MLCAPE.
Оценивает потенциал к развитию конвекции и гроз.
T – Температура воздуха
Td – Температура точки росы
Численная индексация T и Td – изобарические поверхности в гПа.
| Значение K | Интерпретация |
| <20 | Вероятность гроз стремится к нулю |
| 20-30 | Вероятность формирования изолированных грозовых очагов |
| >35 | Высокая вероятность формирования многочисленных грозовых очагов |
Источник: NWS NOAA
Показатель устойчивости атмосферы. Характеризуется разностью температуры окружающего воздуха и температуры частицы, поднятой адиабатически до заданного уровня по вертикали (в практике – до уровня 500 гПа).
| Значение LI | Интерпретация |
| ≥6 | Атмосфера устойчива, конвекция невозможна |
| 0 | Атмосфера слабонеустойчива, возможна конвекция |
| ≤-6 | Атмосфера крайне неустойчива, возможно развитие интенсивной конвекции и опасных явлений погоды |
Источник: NWS NOAA
| Значение TT | Интерпретация |
| <45 | Атмосфера устойчива, развитие конвекции маловероятно |
| 45-50 | Вероятно развитие грозовых очагов |
| 50-55 | Вероятно развитие опасных конвективных явлений |
| 55-60 | Высокая вероятность опасных конвективных явлений |
Источник: NWS NOAA
Оценивает риск возникновения опасных конвективных явлений.
V – скорость ветра в узлах. Численная индексация – изобарические поверхности в гПа.
ΔV – разность направлений ветра на уровнях 500 и 850 гПа в градусах.
| Значение SWEAT | Интерпретация |
| 150-300 | Вероятно возникновение конвекции и неблагоприятных явлений |
| 300-400 | Вероятно возникновение опасных конвективных явлений |
| >400 | Вероятно формирование смерчей |
Источник: NWS NOAA
Показатель неустойчивости атмосферы
Tp(850) – температура частицы воздуха, поднятой адиабатически с уровня 850 гПа до уровня 500 гПа.
| Значение SI | Интерпретация |
| >0 | Атмосфера устойчива |
| 0 – (-4) | Атмосфера слабонеустойчива |
| (-4) – (-7) | Атмосфера сильнонеустойчива |
| <-8 | Атмосфера экстремально неустойчива |
Источник: NWS NOAA
Радиолокационная отражаемость показывает отношение отправленного сигнала к пришедшему и измеряется в децибеллах. Эта величина сильно зависит от содержания гидрометеоров в атмосфере – чем больше и плотнее гидрометеоры, тем выше значение. На основе этой характеристики ЦАО рассчитывает вторичные продукты – облачность, осадки, ливни, грозы, град, шквалы.
Поскольку в модели рассчитывается количество и состояние гидрометеоров, это позволяет получить поле прогностической отражаемости. Модельная радиолокационная отражаемость показывает, какую картину (по версии модели) наблюдал бы пользователь радиолокатора в прогностический срок. Такое поле позволяет анализировать процессы с наличием гидрометеоров. Значения отражаемости выше 50 дБ указывают на потенциал к формированию опасных явлений (грозы, град, шквалы). Наличие такого поля дает возможность проводить верификацию с радарными данными.
В конфигурации COSMO с шагом 2,2 км (и менее) конвекция считается явно, а в микрофизике появляется дополнительный гидрометеор – снежная крупа. В 6 км конфигурации глубокая конвекция параметризуется, потому значения отражаемости для опасных явлений будут занижены в этой версии.
На прогностических картах предоставляется максимальное значение столбе атмосферы за 1 час. Это позволяет не пропустить опасные явления между сроками.
Индекс потенциала молний. Рассчитывается при помощи явно воспроизведенных моделью конвективных облаков, следовательно, применим для доменов COSMO-Ru с шагом сетки не более 2.2 км.
Индекс пропорционален частоте разрядов молний (flash rate), однако, в настоящий момент перевод в эту величину затруднителен.
f1, f2, g(w) – вспомогательные коэффициенты
ε – функция, описывающая присутствие в облаке частиц воды твёрдой и жидкой фазы
w – вертикальная скорость ветра
Дробный член описывает зону электрификации между изотермами 0 °C и -20 °C.
Источник: [Yair et. al, 2010]
Применяется одномерная модель HailCast, адаптированная для COSMO из модели WRF. В качестве продукта можно оценить максимальный диаметр града (в мм) в узле сетки модели. Методика основана на явном моделировании конвективной облачности и применима для доменов модели COSMO-Ru с шагом сетки не более 2.2 км.
Индекс обнаружения суперячеек. В отличие от многих конвективных параметров (в частности SCP), данный индекс основан на явном воспроизведении моделью восходящих потоков конвективных ячеек. Следовательно, может применяться для доменов модели COSMO-Ru с шагом не более 2.2 км.
| |SDI| = 0.0003 1/с | Минимальный порог для суперячеек |
| |SDI| > 0.003 1/с | Значительный сигнал для суперячеек |
Этот индекс «помечает» в прогностических полях те восходящие потоки, в которых присутствует вращение. Применим этот метод не только для суперячеек, но и для зон вращения в квазилинейных мезомасштабных конвективных системах.
В COSMO рассчитываются две вариации индекса – SDI1 и SDI2. В первом случае знак указывает на направление движения по вертикали. Положительные значения соответствуют завихренным восходящим потокам, отрицательные – завихренным нисходящим. В версии SDI2 рассматриваются только восходящие потоки, а знак указывает на направление вращения. Положительные значения соответствуют мезоциклонам, вращающимся против часовой стрелки, отрицательные – по часовой. Для использования в оперативной практике рекомендуется индекс SDI2.
Особенное внимание следует уделить ситуациям, когда индекс превышает «значительный сигнал» в областях с повышенными значениями параметра STP.
[Wicker et. al, 2015]
Комплексный показатель риска формирования значительных смерчей.
MLLCL – Средний уровень конденсации
Под значительными (Significant) подразумеваются смерчи, имеющие категорию EF-2 и выше по шкале Фудзиты. Для оценки риска слабых смерчей данный параметр не применяется.
Вероятность формирования значительных смерчей существует при значениях STP более 1. Чем больше индекс - тем выше вероятность формирования и возможная интенсивность смерчей.
В данный момент этот параметр показывает большой процент ложных тревог. Рекомендуется использовать в комплексе с индексом SDI2.
[Thompson et. al, 2004]
Показатель отношения направления движения конвективной ячейки к оси горизонтальной завихренности, сгенерированной вертикальным сдвигом ветра.
Высокие значения относительной спиральности (выше 100 м2/c2) в слое 0-3 км характеризуют благоприятные условия для формирования вращения в мезомасштабных конвективных системах, а в слое 0-1 км – для формирования и эволюции смерчей [Thompson, 2004].
V – вектор скорости ветра
C – вектор скорости движения конвективной ячейки
k – единичный вектор
| Модель | Количество узлов | Шаг сетки | Примечание | |
| ° | км | |||
| COSMO-Ru13 ENA | 1000x500x40 | 0.12 | ≈13.2 | Розовый контур |
| COSMO-Ru7 ETR | 700x620x40 | 0.0625 | 7 | Синий контур |
| COSMO-Ru2 CFO | 420x470x50 | 0.02 | 2.2 | Зеленый контур |
| COSMO-Ru2 SFO | 420x470x50 | 0.02 | 2.2 | Зеленый контур |
| COSMO-Ru2 VFO | 470x450x50 | 0.02 | 2.2 | Зеленый контур |
| COSMO-Ru1 Sochi | 190x190x50 | 0.01 | 1.1 | Красный контур |
| Модель | Количество узлов | Шаг сетки | Примечание | |
| ° | км | |||
| cm06ena | 1000x500x40 | 0.06 | 6.6 | Синий контур |
| cm02krs | 396x326x50 | 0.02 | 2.2 | Зеленый контур |
| cm01krs | 300x300x50 | 0.01 | 1.1 | Красный контур |
| cm02etr | 1200x1400x50 | 0.02 | 2.2 | Зелёный контур |
| cm01msk | 180x180x50 | 0.009 | 1 | Красный контур |
| Начальный срок (UTC) | Примерное время окончания расчетов (UTC) |
| 00:00 | 04:30 |
| 06:00 | 10:00 |
| 12:00 | 16:30 |
| 18:00 | 22:00 |