В сложных климатических условиях Арктики особое внимание следует уделять составлению прогнозов по направлению и скорости ветра, ухудшению видимости при различных атмосферных явлениях, температуре воздуха (особенно в осенне-зимний сезон). Для непрерывного мониторинга фактической погоды существует сеть метеорологических станций, работа которых заключается в мониторинге атмосферы и изменений метеорологических значений на поверхности земли и в верхних слоях атмосферы, а также состояния ледяного покрова в море и на реках. Глобальные и региональные численные модели атмосферной циркуляции крупных метеорологических центров мира, спутниковая информация, различные методы расчета погодных элементов успешно используются для прогнозирования погоды, неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений в Гидрометцентре ФГБУ «Северное управление гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды». Для эффективности и удобства приема и передачи метеорологической информации ФГБУ «Северное УГМС» модернизирует сеть наблюдений и оснащает отделы прогнозирования современным оборудованием и программами.
В условиях падающей добычи на месторождениях традиционных регионов основные надежды нефтяных компаний связаны с освоением арктических территорий. Эффективность промысловой деятельности в этом регионе со сложно предсказуемыми климатическими условиями напрямую зависит от точности и детальности прогнозов.
В настоящее время на территории Архангельской и Вологодской областей, Республики Коми, Ненецкого автономного округа, севера Ямало-Ненецкого автономного округа, Таймырского (Долгано-Ненецкого) муниципального района Красноярского края, акваториях Белого и Карского морей, юго-восточной части Баренцева моря и западной части моря Лаптевых осуществляет свою деятельность ФГБУ «Северное УГМС» – одно из крупнейших управлений Росгидромета. Предприятие обеспечивает органы государственной власти, население и промышленные предприятия информацией о фактических и ожидаемых гидрометеорологических условиях, о состоянии окружающей среды, ее загрязнении, об особо опасных гидрометеорологических явлениях.
ФГБУ «Северное УГМС» является основным центром организации и проведения научно-исследовательских экспедиций в Арктике. Управление располагает тремя судами: научно-экспедиционное «Михаил Сомов», научно-исследовательские «Иван Петров» и «Профессор Молчанов», которые активно осуществляют рейсы по всей трассе Северного морского пути.
Кроме этого, суда выполняют завоз материально-технических средств, оборудования, личного состава на труднодоступные и полярные метеостанции как Северного УГМС, так и соседних Чукотского и Якутского УГМС.
На специализированном гидрометеорологическом обслуживании находятся предприятия наиболее погодозависимых отраслей экономики – топливно-энергетическая, газонефтяная, жилищно-коммунальное хозяйство, морской, внутренний водный и железнодорожный транспорт, дорожное хозяйство, строительство, различные промышленные предприятия, лесное и сельское хозяйство, а также научно-исследовательские учреждения.
Гидрометцентр Северного УГМС имеет большой опыт работы по обеспечению погрузочно-разгрузочных работ, перегонов и буксировок судов. Прогнозы погоды, волнения и ледовитости морей, штормовые предупреждения о возникновении неблагоприятных (НЯ) и опасных (ОЯ) гидрометеорологических явлений составляются как по обслуживаемой территории, так и по маршрутам следования судов.
Большая протяженность территории ответственности с запада на восток и разнообразие физико-географических условий определяют важность ежедневного мониторинга фактической погоды на сети метеорологических станций и составления прогнозов развития гидрометеорологических условий различной заблаговременности.
Природные условия Арктики характеризуются высокой повторяемостью неблагоприятных и опасных метеорологических явлений, таких как сильный ветер, метели, туманы.
Ярким примером штормового ветра и сильной метели может служить 21–22 февраля 2013 года, когда на акватории Карского и юго-востока Баренцева морей, на территории Ненецкого и Ямало-Ненецкого автономных округов наблюдался юго-западный ветер со средней скоростью 19–24 м/с и порывами до 30–35 м/с (39 м/с в п. Сеяха), а также сильная метель с видимостью менее 50 м. Усиление ветра до ураганного происходило на южной периферии глубокого циклона (минимальное давление в центре 968 мб), при прохождении холодного атмосферного фронта.
Большинство из этих явлений связаны с активными циклонами, траектории смещения которых зачастую проходят с Атлантики через акватории Баренцева и Карского морей. Наибольшая повторяемость циклонов в Российской Арктике приходится на холодный период года. Так, в зимний период среднее число дней с циклонической циркуляцией варьируется от двадцати одного до двадцати трех, из них с глубокими циклонами (атмосферное давление в центре менее 990 гПа) – пять-семь дней. В среднем за месяц в холодный сезон отмечается прохождение трех-четырех циклонических центров.
Поэтому выделение на картах погоды крупномасштабных атмосферных возмущений (циклонов) и определение местоположения атмосферных фронтов является основной задачей синоптического анализа.
Для этого и существует сеть метеорологических станций, работа которых состоит в наблюдении за атмосферой и изменением метеорологических величин в приземном слое. Метеоданные, собранные с обширной сети метеорологических станций, наносятся особыми значками и цифрами на географические карты, анализ которых и позволяет выявлять в тот или иной отрезок времени барические образования и атмосферные фронты.
Немаловажное значение для анализа синоптической ситуации имеет радиозондирование атмосферы. На территории Северного УГМС расположены одиннадцать аэрологических станций, в том числе и на арктической территории. Запуски метеорологических зондов проводятся два раза в сутки в 00 и 12 ВСВ.
В результате зондирования атмосферы синоптик получает информацию о температуре, влажности, направлении и скорости ветра на различных высотах, которые представлены в виде аэрологической диаграммы. При обработке диаграммы наносятся тропопауза, струйные течения, слои инверсии и изотермии, уровни конденсации и конвекции, зоны обледенения и болтанки с соответствующими высотами, вероятные зоны наличия облаков слоистых форм.
Информация со всех аэрологических станций представлена и проанализирована на картах абсолютной топографии стандартных барических поверхностях 850, 700, 500 и т.д.
Существенным дополнением к гидрометеорологическим данным наземной наблюдательной сети и результатам радиозондирования атмосферы является космическая информация. Специалистами Гидрометцентра в оперативной работе используются ИК- и ТВ-снимки с искусственных спутников Земли (ИСЗ) Sentinel, Radarsat, MODIS, NOAA. Приемная аппаратура фирмы «СканЭкс» и программные средства обработки позволяют осуществлять коррекцию географической привязки.
Файлы содержащие ИК- и ТВ-изображения с орбитальных спутников можно занести в базу данных программного комплекса ГИС Метео. С помощью компоненты «Траектории» можно построить перемещение точки, зоны или линии по аэрологическим данным о скорости и направлении ветра или по прогностическим данным, поступающим в коде ГРИБ.
Незаменимым помощником при составлении краткосрочных прогнозов и штормовых предупреждений стали доплеровские метеорологические радиолокаторы. На территории Северного УГМС на данный момент работают три локатора в городах Архангельске, Вологде и Котласе.
Вся метеорологическая информация стекается во всемирные метеорологические центры, где разрабатываются глобальные (GFS, GEM, ICON и др.) и региональные (например, COSMO) числовые модели циркуляции атмосферы, которые в виде карт и диаграмм используются синоптиками для составления прогнозов.
Отдел метеопрогнозов Северного УГМС занимается составлением ежедневных гидрометбюллетеней; прогнозов погоды по районам и пунктам, рекам и акваториям морей на различные сроки от трех часов до пяти суток; прогнозов пожароопасности лесов. Особое внимание уделяется предупреждению и своевременному доведению до всех структур информации об опасных гидрометеорологических явлениях, таких как сильные осадки и ветер, продолжительные метели, гололедные явления и продолжительные морозы; резкие изменения погоды и заморозки; грозы, град и шквалы.
Особое внимание в Архангельском Гидрометцентре уделяется мониторингу ледовой обстановки, а также составлению прогнозов развития ледовых условий различной заблаговременности для осуществления морской деятельности в Арктике.
Прибрежные гидрометеостанции следят за состоянием ледового покрова в море. Информация об основных характеристиках ледовой обстановки, а именно о количестве, сплоченности и возрасте дрейфующего льда, состоянии припая, толщины неподвижного льда, торосистости и т.д. ежедневно передается в Гидрометцентр.
По спутниковым данным удается проследить за сроками начала появления льда в открытом море, форме, количестве и сплоченности плавучего льда.
Кроме того, по спутниковым снимкам можно наблюдать за тем, как происходит таяние и разрушение дрейфующего льда в море, очищение акватории моря ото льда. Взлом припая, например, в проливе Вилькицкого в 2018 году.
На основании полученных оперативных данных осуществляется анализ ледовой ситуации и выпуск прогнозов и консультаций о фактическом и дальнейшем развитии ледовых условий в море. Дешифрированные спутниковые снимки передаются на борт судов, следующих по трассе СМП, и всем заинтересованным организациям, работающим в Арктике.
После обработки и анализа вышеперечисленной информации, специалисты Гидрометцентра ФГБУ «Северное УГМС» составляют гидрометеорологические прогнозы погоды, волнения и ледовитости морей различной заблаговременности, оправдываемость которых в среднем составляет 95–98 %.
Для оперативности и удобства передачи гидрометеорологических прогнозов в Архангельском Гидрометцентре была создана система автоматической передачи прогнозов (САПП), на основе программы 1С Предприятие. Суть этой системы заключается в том, что прогнозы отправляются потребителю непосредственно с рабочего места синоптика сразу же после его создания. В окне «Шаблоны прогнозов» рабочего стола содержится список шаблонов с заранее заданным текстом или таблицей для различных организаций. Для удобства поиска, шаблоны разбиты на группы с условными названиями.
Создание прогноза происходит с помощью кнопок «Создать», «Создать прогноз» на панелях инструментов в окнах рабочего стола или методом копирования предыдущего прогноза. Реквизиты (дата и время создания, номер, получатель, ответственный и т.п.) у всех вновь созданных прогнозов заполняются автоматически.
После создания суточного прогноза синоптик по необходимости отправляет его на дополнение другому специалисту (такие прогнозы отображаются в окне «Обработка прогнозов» с указанием необходимой задачи) и затем потребителю гидрометеорологической информации (при установке галочки в графе «отправить» и последующей записи в базу происходит автоматическая отправка прогноза).
Список всех прогнозов (отправленных потребителю или на дополнение) содержится в окне «Прогнозы». Здесь же ведется контроль передачи прогноза потребителю. При необходимости в данном окне можно произвести отбор отправленных прогнозов по дате подготовки, по получателям или по фамилии ответственного синоптика.
Для оптимизации наблюдений, оперативности передачи информации и гидрометеорологической продукции в ФГБУ «Северное УГМС» проводится глобальное техническое переоснащение.
При поддержке Всемирного банка по Проекту «Модернизация и техническое перевооружение учреждений и организаций Росгидромета-2» реализуется отдельный контракт по модернизации тридцати трех труднодоступных станций ФГБУ «Северное УГМС».
На каждой из них запланирована замена выработавших ресурс, установленных 10 лет назад по Проекту Росгидромет-1, автоматизированных метеорологических комплексов (АМК). Кроме того, на этих ТДС будут дополнительно установлены весовые датчики осадков. На двадцати одной станции планируется установить датчики метеорологической дальности видимости и датчики продолжительности солнечного сияния, на шестнадцати станциях – датчики высоты нижней границы облаков, на шести станциях – датчики температуры почвы на глубинах. На четырех станциях планируется установка комплекта оборудования для наблюдений за суммарной солнечной радиацией, а на МГ-2 Бугрино – установка полного комплекта актинометрического оборудования.
Планируется модернизация наземной станции приема космической информации с искусственных спутников земли (ИСЗ): приобретение новой наземной станции «УниСкан» для приема данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в L и Х-диапазонах.
В 2022 году планируется провести модернизацию ГИС Метео в прогностических отделах Гидрометцентра ФГБУ «Северное УГМС». Это позволит не только обновить устаревшие компьютеры на более мощные и современные, но и обновить и увеличить компоненты, используемые в работе: например, такие как компоненты «декада» и «климат» позволят сформировать журнал «Декада – климат» и карты средней декадной и месячной температуры и количества осадков в электронном виде. Дополнительные рабочие места позволят более оперативно обрабатывать поступающую информацию.
В результате проведения модернизации будут восстановлены наблюдения на ряде ранее закрытых или замороженных пунктах в Арктике; повысится качество наблюдений и гидрометеорологической продукции, оперативность передачи информации и точность прогнозов погоды.
