12-е общее совещание консорциума по мезомасштабному моделированию атмосферных процессов COSMO
6-10 сентября 2010 года в Москве состоялось 12-е Общее совещание консорциума по мезомасштабному моделированию атмосферных процессов COSMO (COnsortium for Small-scale Modeling).
Совещание проводилось Гидрометцентром России совместно с Институтом физики атмосферы РАН в здании Президиума РАН в соответствии с регламентом консорциума COSMO, Планом международного научно-технического сотрудничества Росгидромета на 2010 г. и Планом проведения Совещаний, конференций и симпозиумов РАН. В работе Совещания приняли участие более 100 человек, среди которых было более 60 иностранных ученых, что свидетельствует об актуальности и перспективности объединения усилий развитых европейских стран для решения проблем, сложных и важных с научной и практической точки зрения.
Работу Работу Совещания открыл Руководитель Росгидромета А.В. Фролов. Он пожелал участникам Совещания плодотворной работы и отметил важный вклад сотрудничества различных метеослужб в решение общей задачи – развития эффективных методов прогноза погоды с применением современных вычислительных и коммуникационных средств, отметив особую роль COSMO в привлечении молодых научных сотрудников к решению задач численного прогнозирования погоды. С приветственным словом выступили директор Гидрометцентра России Р.М.Вильфанд и научный менеджер консорциума М.Арпагаус (Швейцария).
На Совещании было рассмотрено более 80 докладов, из них российскими участниками было сделано 9 докладов: 2 - на пленарных заседаниях, 6 – на параллельных секциях и 1 стендовый доклад.
На параллельных секциях проводились рабочие совещания по приоритетным проектам и задачам. В частности, на них были обсуждены результаты, направленные на развитие методов усвоения данных для масштаба 1 км, параметризации подсеточных процессов, ансамблевого мезомасштабного моделирования, верификации мезомасштабных прогнозов, проблемы разработки нового динамического ядра модели атмосферы, а также ряд других, в том числе – развития технологий COSMO для обслуживания Олимпийских игр в Сочи. На пленарных заседаниях были заслушаны отчеты координаторов рабочих групп по результатам работы в период с сентября 2009 г по август 2010 г. и отдельные интересные для всех участников результаты работ над приоритетными проектами и задачами.
Кроме того, было заслушано несколько заказных докладов, посвященных подготовке системы метеорологического обеспечения для Зимней олимпиады Сочи-2014 (Д.Б.Киктёв, Россия), развитию новой глобальной негидростатической модели атмосферы ICON (Г.Цангль, Германия), физике конвективных процессов в пограничном слое атмосферы (Г.С.Голицын, Россия), новому пакету программ COSMO-ART для расчетов переноса и преобразования малых газовых составляющих и аэрозолей с учетом химических реакций (Б. Фогель, Германия), состоянию дел и планам работы по программе SRNWP Европейского союза по развитию краткосрочного прогноза (А.Хоранайи, Венгрия), моделированию регионального климата с помощью модели COSMO (Вилль, Германия). Доклад о новом перспективном проекте POMPA (О. Фурер, Швейцария) хоть и не был заказным, но был чрезвычайно важен для всех, так как был связан с разработкой нового кода модели атмосферы на вычислительных системах с быстродействием несколько пета операций в секунду (пета - десять в пятнадцатой степени).
На заседаниях Руководящего и Научного комитетов был рассмотрен большой объем вопросов по обеспечению эффективной работы консорциума и его связи с другими метеорологическими сообществами. В частности, обсужден текст документа, содержащего описание стратегического плана Консорциума на 2010 – 2014 гг. по разработке прогностической модели атмосферы с шагом сетки порядка 1 км. Большой интерес и дискуссию вызвал способ участия Консорциума в решении ряда проблем, связанных с подготовкой метеорологического обеспечения проведения Зимней олимпиады Сочи-2014. Было решено подготовить конкретные предложения консорциума в концу февраля 2011 г. Принято решение о проведении 13-го Совещания 12-16 сентября 2011 г. в Риме (Италия) и 14-го Совещания 10-14 сентября 2012 г. в г. Лугано (Швейцария).
Заседания и общение во время Совещания, в том числе и на борту теплохода во время экскурсии по Москва-реке, прошли в доброжелательной атмосфере, что способствовало решению всех намеченных вопросов.
Большую помощь в организации и проведении Совещания оказала проф. Н.А.Зайцева (Секция наук о Земле РАН). Активное участие в работе Совещания и его организационном сопровождении приняли молодые сотрудники Гидрометцентра России, аспиранты и студенты кафедры Метеорологии и климатологии Географического факультета МГУ.
Следует отметить, что Совещание имеет большое значение для дальнейшего развития мезомасштабного моделирования атмосферных процессов в России и привлечения молодежи к решению важнейших задач прогнозирования мезомасштабных процессов и предупреждения о возможных опасных явлениях погоды.
Справка
В состав консорциума COSMO входят метеорологические службы следующих европейских стран: Германия, Греция, Италия, Польша, Россия, Румыния и Швейцария. Россия после двух лет пребывания в статусе ассоциированного члена в сентябре 2009 г. вошла как полноправный член.
Целью работы Консорциума является развитие системы мезомасштабного прогнозирования погоды на основе негидростатической модели атмосферы, разработанной в свое время в Немецкой службе погоды. В настоящее время оперативные версии модели COSMO в различных странах имеют шаг сетки 7 км для прогнозирования до 3 суток по крупным регионам (например, вся Европа) и шаг сетки 2,2-2,8 км для прогнозов до 18-24 часов по регионам с размерами 1-2 тыс. км.
Работы в Консорциуме ведутся в рамках рабочих групп на основе приоритетных проектов и задач по следующим направлениям: динамические и физические аспекты, усвоение данных, развитие систем верификации, систем мезомасштабного прогноза, анализ отдельных случаев и постпроцессинг (в том числе статистический), развитие кодов модели и сопровождение. Обновление алгоритмов, кодов и технологий программного комплекса модели производится ежегодно, при этом странам-участницам регулярно предоставляются новые версии модели, прошедшие тщательную предварительную апробацию в рамках деятельности Консорциума.
По уставу Консорциума каждая страна-участник должна выполнять объем исследовательской работы, условно соответствующий времени занятости минимум двух специалистов работой по перспективным проектам Консорциума. Это и является вкладом каждой страны в развитие системы прогноза погоды COSMO. Содержание и объем деятельности исполнителей приоритетных проектов утверждаются Научным комитетом консорциума по представлению руководителей проектов и рабочих групп во время ежегодного Общего совещания и контролируются краткими ежеквартальными отчетами, содержащими конкретные результаты исследований. Модули модели являются открытыми для метеослужб, входящих в консорциум стран, и могут быть использованы в любых исследованиях, в том числе не в рамках текущих приоритетных проектов и задач, но уже без учета вклада страны. В этих случаях необходимо получить согласие Управляющего комитета и в дальнейшем информировать консорциум на Совещаниях пользователей об основных результатах выполненных инициативных поисковых работ. Для всесторонней подготовки и тестирования нового модуля возможно объявление приоритетной задачи с учетом участия вклада страны-разработчика. Таким образом, участие в работе Консорциума важно не только для получения отлаженной прогностической технологии, но и для фокусировки исследований на ключевых проблемах, выполнения совместных работ, более широкого доступа к информационным ресурсам и эволюции технологии.
К настоящему времени в Гидрометцентре России при технологической поддержке ГВЦ Росгидромета построена устойчиво функционирующая прогностическая технология на базе новой суперкомпьютерной техники и негидростатической модели атмосферы COSMO, сопровождаемая регулярно поступающими начальными и боковыми условиями, вырабатываемыми Немецкой службой погоды и предоставляемыми России как полноправному члену Консорциума. Прогноз метеорологических полей и элементов погоды для территории большей части Европы и территории России, включающей ЕТР, Урал и часть Западной Сибири, проводится с помощью модели атмосферы COSMO-RU на сетке 700х620 узлов с шагом 7 км, шагом по времени 40 сек. на 40 уровнях по вертикали. Для этой цели используется параллельный счет на 1024 процессорах суперкомпьютера 4 раза в сутки (по данным за 00 и 12 час. – прогноз на 78 часов, 06 и 18 – на 48 час.). Полный цикл прогноза (подготовка начальных данных, инициализация, прогноз, постпроцессинг) на 78 часов занимает примерно 30 минут на суперкомпьютере SGI Altix 4700.
Результаты прогноза поступают в базы данных Гидрометцентра России и рассылаются в виде карт (более 200) и метеограмм (для 180 пунктам) в ряд прогностических подразделений, в частности, во все прогностические центры ЦФО, в Московское метеобюро, в Санкт-Петербург, Казань, Омск, Архангельск, Минск. В настоящее время ведутся активные работы по развертыванию версии с пространственным разрешением 2,8 км для Центральных районов России и Северного Кавказа.