Архив ледовой информации и характеристика используемых материалов

Исходной информацией при прогнозе ледовых условий на Японском море послужили:

• -карты ледовых авиаразведок над морем;
• -гидрометеорологические ежемесячники (ежегодники) по дальневосточному региону, содержащие данные прибрежных гидрометеорологических станций и постов;
• -спутниковые снимки ледяного покрова моря, получаемые с ИСЗ серий “NOАA”, “Метеор”, ”Космос” и т.п.

В качестве дополнительной информации привлекались прибрежные радиолокационные и вертолетные наблюдения за льдом, попутные судовые наблюдения, сведения, получаемые при исследованиях на ледовых полигонах, и т.д. Вся имеющаяся информация о состоянии ледяного покрова получаемая в течение определенной декады картировалась и подвергалась предварительному анализу. Основой для которого служили данные ледовых авиаразведок проводимых в течении данной декады. Обычно в течении декады проводилось несколько ледовых авиаразведок (от одной до трех, редко больше, в зависимости от сложности ледовой обстановки на море), освещающие отдельные районы моря. В дальнейшем полученные фрагменты ледовой обстановки, включая данные прибрежных наблюдений гидрометстанций и постов, а в последнее время и спутниковые данные, визуально осреднялись для данной декады по всему морю. Здесь же проводился и критконтроль получаемой информации (данные процедуры, обычно, выполнялись в оперативных подразделениях гидрометслужбы, занимавшихся сбором и первичным анализом ледовой информации). То есть, минимальная дискретность построения карт ледовой обстановки, охватывающих всю акваторию конкретного моря и представляющих практически непрерывный ряд в течение ледового периода, составила одну декаду. Более высокое временное разрешение, учитывая сложность получения ледовой информации (обширные акватории, наличие неблагоприятных погодных условий и т.д.) возможно только для некоторых локальных акваторий, причем, получаемые ряды, в силу уже изложенных причин, будут заведомо не эквидистантны. Поэтому, учитывая масштабы проводимых исследований, минимальная дискретность всех используемых данных не превышала одной декады. По средним декадным картам ледовых условий определялись декадные значения ледовитостей, выделялись зоны, занятые тяжелым льдом, и подсчитывалась их площадь, снимались значения различных ледовых характеристик (сплоченность, возраст, формы льда и т.д.), при необходимости выделялись области с заданными ледовыми условиями. По средним декадным картам ледовых условий определялись декадные значения ледовитостей, выделялись зоны, занятые тяжелым льдом, и подсчитывалась их площадь, снимались значения различных ледовых характеристик (сплоченность, возраст, формы льда и т.д.), при необходимости выделялись области с заданными ледовыми условиями.

Расположение и нумерация
лучей, используемых для
фиксирования положения кромки
льда и гранц областей с
различными ледовыми
характеристиками

Для задания полей ледовых характеристик акватория моря разбивались на ряд сравнительно однородных районов. Осредненные в рамках выделенных районов значения ледовых элементов относились к центрам соответствующих районов. Степень детализации сведений о ледовых условиях в данном случае напрямую зависит от размеров элементарных ячеек сетки, которой покрывается акватория моря для снятия значений ледовых характеристик. В зависимости от сложности ледовых условий характеристики пространственных размеров элементарных ячеек несколько различаются.

Расположение районов моря для снятия ледовых характеристик

Для Японского моря по выбранной сетке фиксировались сведениями о сплоченности, возрасте, формах льда, торосистости и заснеженности. В прибрежных зонах, наиболее интересных с точки зрения их хозяйственного освоения, площади районов для снятия ледовых характеристик уменьшались. Значения сплоченности, торосистости и заснеженности снимались с ледовых карт в абсолютных или условных (баллах) единицах. Для численного представления полей возраста и форм льда, сведения о которых задавались по градациям и обозначались на картах ледовых авиаразведок символами, применялась система индексации данных. При этом каждой градации присваивался свой цифровой код (балл) .

Таблица 1 Интервалы изменчивости возраста льда задаваемых в символьном виде и их цифровой код Характеристики Карточный символ Интервалы изменчивости(см) Код Льда нет   0 0 Начальные вида 0 - 10 1 Серый лед 10 - 15 2 Серо-белый лед 15 - 30 3 Тонкий однолетний 30 - 70 4 Однолетний средней толщины 70 - 120 5 Толстый однолетний > 120 6

Таблица 2 Интервалы изменчивости формы льда задаваемых в символьном виде и их цифровой код Характеристики Карточный символ Интервалы изменчивости(м) Код Льда нет   0 0 Мелкобитый лед 0 - 20 1 Крупнобитый лед 20 - 100 2 Обомки полей 100 - 500 3 Большие поля 500 - 2000 4 Обширные поля 2000 - 10000 5 Гиганские поля >10000 6 Припай   7

Учитывая высокую точность определения местоположения самолета или при отсутствии авиаразведок, достаточную точность привязки и дешифровки спутниковых данных, наиболее надежно из всех элементов ледового режима производится определение положения кромки льдов. При этом можно предполагать, что возможные ошибки представления положения кромки льда, вычисляемых значений ледовитости или площади зон тяжелого льда много меньше среднеквадратического отклонения этих величин, а ошибки наблюдений и фиксирования полей сплоченности, возраста и форм льда не превышают одного балла. При полном отсутствии сведений о ледовой обстановке в том или ином районе за отдельные декады, искомые величины находились как средневзвешенные от значений элементов в соседних районах и в данном районе за предшествующую и последующую декады нескольких лет, выбранных по заданному критерию аналогичности или путем расчета по уравнению множественной регрессии, полученному при обработке имеющейся выборки. Для решения задачи восстановления пропущенных данных был составлен пакет программ для персонального компьютера, реализующий отмеченные принципы.

В результате для Японского моря была сформирована информационная матрица размерностью M*N*P, где М-количество лет (М=36), N-количество декад ледового периода (N=15 - с I декады декабря по III декаду апреля), а P-количество фиксируемых ледовых параметров (Р=5). За начало отсчета при формировании архива ледовой информации был принят 1960 г. Более ранние наблюдения в связи с их исходной неполнотой - недостаточным объемом и качеством наблюдений, а, следовательно, сложностью их критической оценки, в архив не включались. Более ранние сведения о ледовом режиме морей привлекались лишь для реализации задач долгосрочного и сверхдолгосрочного прогноза. В качестве исходной информации для долгосрочного прогноза ледовитости использовались:

1. Архив декадных значений ледовитостей за период декабрь-май с 1960 по 1993гг.
2. Месячные аномалии температуры (DТ) в центрах действия атмосферы северного полушария. Учитывалась алеутская депрессия, азиатский зимний антициклон, летняя дальневосточная депрессия, канадский и охотский антициклоны, североамериканский летний циклон, арктический антициклон, среднеазиатская депрессия.
3. Индексы атмосферной циркуляции А.А. Гирса, О.К. Ильинского, А.Л. Каца, Е.Н. Блиновой и т.д. Данные величины выбирались за период с января 1960 года по декабрь 1993 года. Перечисленные сведения записывались на технические носители и послужили в качестве архива информации при решении поставленных в работе задач.
4. Средние декадные карты температуры поверхностного слоя воды, получаемые в результате комплексного осреднения данных судовых наблюдений в регионе и факсимильных карт температуры воды, получаемых из метеорологического агентства Японии.