Файл: Абузяров З.К. Морские гидрологические информации и прогнозы учеб. для гидрометеорол. техникумов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.06.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Среднеквадратичное отклонение явления от нормы (от сред­ него значения за весь ряд наблюдений) вычисляется по формуле

где z — среднееп

значениеп.

явленияа

за весь ряд наблюдений.

При длинеS,рядао, R20 лет и более в знаменатель можно подстав­

лять не — 1,

а

Значение при этом практически одинаково.

Величины

 

связаны между собой

следующим соотноше­

нием:

5

 

S ^ o i l — R2.

(25)

Отношение —

характеризует надежность метода прогноза. Чем

меньше величина этого отношения,

тем надежнее метод. Для функ-

 

 

 

5

5

связь между перемен­

циональной зависимости — = 0 , а при — =1

ными отсутствует.

Проверка методов прогнозов заключается в сопоставлении фак­ тической величины в ряду наблюдений 2ф с расчетной величиной прогнозируемого элемента zp. Ошибка расчета определяется как разность между фактической величиной элемента режима моря и величиной, рассчитанной по прогностической зависимости:

б =2ф 2р.

(26)

Для проверки точности метода и оценки оправдываемое™ про­ гнозов устанавливается допустимая ошибка, которая дает то пре­ дельное значение погрешности расчета или прогноза, при котором последний считается оправдавшимся. Так, например, для большин­ ства методов гидрологических прогнозов при заблаговременности прогнозов до двух месяцев за критерий допустимой погрешности принимается погрешность 0,674а, при заблаговременности от двух до шести месяцев — погрешность 0,8а и при заблаговременности более шести месяцев — погрешность а.

Прогноз считается оправдавшимся, если его ошибка равна или меньше допустимой ошибки. После того как по прогностическому уравнению произведены расчеты для всего ряда и выявлены ошибки, подсчитывается обеспеченность метода, которая затем сравнивается с природной или с инерционной обеспеченностью, взя­ той в качестве эталона.

Обеспеченность метода определяется отношением оправдав­ шихся прогнозов к общему числу прогнозов и выражается в про­ центах.

Эффективностью метода называется превышение обеспеченно­ сти метода по сравнению с природной или инерционной обеспечен­ ностью.

8*

115


Расчет обеспеченности метода долгосрочного прогноза ледовитости на Балтийском море и природной обеспеченности

 

 

 

о м о о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ю

О) о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О О О O'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®ІОс

 

т-іСЧ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

'>—<СЧ CN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о о о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О О О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Сги(МСО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со СО со г н ю іЛ о

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

сч со со © © © о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

О

и U

сг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®

ja о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£*ь Ч га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ь-

 

 

 

 

О О О О О О

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

ЮгніМсО^ЮсО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оI оI оI оI оI оI оI

 

 

 

 

 

 

 

счСО

 

 

 

СЧ rj-СО СО ^ СО СО т

 

 

ЮОСОСЧЮ^СО^

со

 

 

 

 

 

О)

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

\N

 

 

 

(МСОЮ^-^іОгнОіМ^О^ООСЧСО»

 

 

 

л

 

 

 

т—<СО т—I г-нг-н і—«СО со і-* —'>СЧ СЧ CN*-« Т-.

 

 

 

 

I

 

 

 

 

^О^^ОСЗі^ЮОіСОI

^ОЮО'^ОПОЮѵЛгі'О

 

 

 

 

 

 

- О О

г 5 * С О г н т у ^ С Ч ^ О О О О < М О ( М

 

СЧ СЧ СЧ СЧ

 

 

 

 

 

 

Ч

1— 1

СО О !

H

r - і СО СО СО

 

СЧ СО

СО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЧ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 4 C N O C M C O ' 4 f t 4^ r 5 i O ^I- r t , C O c O l O O C O C O i1O L O L O C O O

 

 

 

 

 

«-<СЧ

т-н I

CNсо

I гнСЧЮСЧМгн

I

—' СЧ

н

 

 

 

 

 

 

I

і

I

 

1

1 I

1 1

1

 

 

 

 

 

© - ф С Ч © © С Ч Ю ^ С О © С Ч © т - « 1 > .

© Ю Г ' - С О С О © С Ч

со

сч

 

 

 

нем

I н н

coco

I •-< со Ю СЧ СЧ *-ч

I

СЧ

O ll

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rt«

сч

 

 

 

Г С ^ І Л Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю О О О О О О О О О О

N

CN I

 

 

 

С С О © і —« С Ч С О ^ Ю С О Г ^ - С О © © » —« С Ч С О ^ Ю С О ^ О О ©

•е

с і ^

 

 

 

© © © © © © © © © © © © © © © © © © © © © ©

 

 

 

1— » I—» 1— 1 Г—1 г —1 Г-Н 1—< 1— t *—( 1— 1 г—1 |— I і—1 1— 1 Г-Н 1—1 1—< 1— 1 1— 1 1—н I— I г - *

 

 

 

r H { N C O ^ l O C O N O O QГ

© ^ ( M C O ^ i O C O S C 0 0 5 0 r t O J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н Г Н ^ П Г Н Г Н Г Н Г Н Г Н Г Н С Ч С М І М

 

 

116


Природной обеспеченностью называется обеспеченность клима­ тологических прогнозов, т. е. прогнозов, в которых в качестве про­ гнозируемой величины дается среднее многолетнее значение явле­ ния (норма).

Инерционной обеспеченностью называется обеспеченность инер­ ционных прогнозов, т. е. прогнозов, в которых в качестве прогнози­ руемой величины дается наблюдаемое в данный момент значение

явления.

 

 

 

 

 

 

 

метода

строят графики

обеспечен­

Для оценки эффективности

ности метода и природной

(или инерционной) обеспеченности. Для

определения эффективности мето­

 

 

 

 

да краткосрочных прогнозов обес­

 

 

 

 

печенность

метода

сравнивается

 

 

 

 

с обеспеченностью

инерционных

 

 

 

 

прогнозов, а при долгосрочных

 

 

 

 

прогнозах

обеспеченность

метода

 

 

 

 

сравнивается с природной обес­

 

 

 

 

печенностью.

того

или

иного

 

 

 

 

 

Применение

 

 

 

 

метода прогноза на практике це­

 

 

 

 

лесообразно

лишь

в том

случае,

 

 

 

 

когда

обеспеченность

метода

не

 

 

 

 

менее чем на 18% превышает при­

 

 

 

 

родную обеспеченность при допу­

 

 

 

 

стимой ошибке 0,674а и не менее

 

 

 

 

чем на 10% при допустимой

 

 

 

 

ошибке 0,8ц.

показан

пример

 

 

 

 

 

В

табл.

20

 

 

 

 

расчета

обеспеченности

метода

 

 

 

 

долгосрочного прогноза деловито­

 

 

 

 

сти и природной

 

обеспеченности.

 

 

 

 

Прогностическое

 

уравнение,

по

(I)

 

(2).

 

которому производились расчеты, Рис.

 

 

 

26. Кривые обеспеченности ме­

 

z = — l,22x—

 

 

 

 

тода

 

и природной

обеспеченно­

имеет вид

 

 

 

1,930 — 3,2,

 

где

z

 

 

 

 

 

 

сти

 

 

 

— деловитость Финского залива (в условных единицах), х —

коэффициенты разложения полей атмосферного давления, у — раз­ ность между температурой воды и воздуха.

Более

полные данные

о приведенном уравнении приведены

в табл.

13. Допустимая

погрешность метода составила 16,5.

Расчет обеспеченности производился по градациям через 5 и 19 условных единиц деловитости.

По рис. 26 можно определить обеспеченность метода и природ­ ную обеспеченность. Как видно из рисунка, обеспеченность метода при ошибке 16,5 составляет 93%, а природная обеспеченность при той же ошибке равна 58%. Таким образом, эффективность данного' метода равна 35%.

117


ВО П Р О С Ы

1.На каких основных закономерностях основываются морские гидрологические

прогнозы?

,

2.Как классифицируются морские гидрологические прогнозы по заблаговремен­ ности?

3.Какие существуют подходы при разработке морских гидрологических прогно­

зов?

4.Чем выражается теснота связи между прогнозируемым элементом и факто­ рами его обусловливающими?

5.Что выражают индексы атмосферной циркуляции?

8. В чем заключается способ

проверки

методов морских прогнозов?

Л и т е р а т у р а : [5, 7, 24, 27,

32, 34, 45,

49, 50, 65].

Г Л А В А II

ПРОГНОЗЫ ВОЛНЕНИЯ И ИХ ОЦЕНКА

§ 1. П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н Ы Е ЗА М ЕЧ А Н И Я

Наиболее выразительной и удобной формой представления про­ гнозов волнения являются карты волнения. Прогностические карты волнения в С С С Р и за рубежом стали составлять сравнительно не­ давно в связи с выбором наивыгоднейшпх курсов плавания судов в океане. В настоящее время такие карты составляются в целом ряде стран и передаются в эфир по факсимиле.

При расчете и прогнозе элементов воли учитывается распреде­ ление ветра над морем и влияние дна в мелководных районах. По­ скольку прогноз волнения основывается на прогнозе ветра, то его

точность

в значительной

степени

зависит

от точности прогноза

ветра.Т,

 

 

С.

 

 

 

 

 

L,

 

Основными параметрами волн являются:

высота /г, длина

пе­

риод

фазовая

скорость

 

Эти параметры волн связаны

между

■ собой строгими

математическими

соотношениями, выведенными

в классической гидродинамикеL

:

 

 

g

 

 

 

 

 

С Т

- У S

- J

2п

Т\

 

 

 

 

 

г 2я

 

—-

 

 

 

 

L =, 2я с*. g

§

 

-і/ 2л

т

Т =

'

т■■

у

g

g

' J ' Z ’

- с .

(27)

Море считается

на глубокой воде и

гиы на мелководье.

глубоким, если его глубина

больше половины

длины волны. В

этом случае при расчетах и прогнозах параметров

118


волн влияние дна не учитывается. Если же глубина моря меньше половины длины волны, то при прогнозах волнения необходимо учитывать глубину моря.

Волны в море отличаются большим разнообразием. Для количе­ ственного описания разнообразия волн пользуются функциями обеспеченности, определяющими связь между значениями элемента

Рис. 27. Безразмерные функции распределе­ ния элементов волн на глубокой воде.

I

— функция обеспеченности

е ы с о т

волновых

коле­

 

2

 

 

бания в точке, отнесенной к средней высоте вол­

новых колебаний;

 

— функция

обеспеченности

периодов, отнесенных к среднему периоду.

волны и вероятностью превышения этих значений. Обобщенные безразмерные кривые обеспеченности высот и периодов волн на глубокой воде приведены на рис. 27.

Характерной величиной, определяющей вид безразмерной функ­ ции обеспеченности высот или длин волн на мелководье, является

отношение средней высоты Іг или средней длины L к глубине-

119'

места U. Функции обеспеченности высот волн для различных отно­

шении — показаны на рис. 28.

гі

Для того чтобы определить значение элемента волны заданной обеспеченности, необходимо знать среднее значение этого элемента. Тогда по заданному значению обеспеченности по безразмерной кривой на рис. 27 определяют соответствующую ординату. Умно­ жив среднее значение элемента на эту ординату, получают иско­ мое значение элемента.

Если необходимо определить обеспеченность заданного значе­ ния элемента при известном среднем его значении, то нужно задан-

г\

Рис. 28. Относительные высоты волновых колебании раз­ личной обеспеченности (%) в зависимости от отношения

средней высоты к глубине места —п~-

ное значение элемента разделить на среднее его значение. Полу­ ченный результат определяется по ординате рис. 27. Затем по без­ размерной кривой на оси абсцисс находится величина искомой обеспеченности.

§ 2. Ф АКТОРЫ , О П Р Е Д Е Л Я Ю Щ И Е Р А ЗВ И Т И Е ВОЛ Н

Основными факторами, определяющими развитие волн на по­ верхности моря, являются скорость ветра, продолжительность его действия и разгон. В мелком море существенную роль в развитии волн играет также глубина моря.

Под продолжительностью действия ветра понимается время, в течение которого ветер с постоянной средней скоростью и напра­ влением воздействует на поверхность моря.

120