Основные технические требования к системе обнаружения опасных атмосферных явлений и штормового оповещения на базе метеорологических радиолокаторов
(утв. Приказом Росгидромета от 21.06.2004 № 95)
Примечание
Документ введен в действие с 1 июля 2004 года (Приказ Росгидромета от 21.06.2004 № 95).
от 21 июня 2004 г. № 95
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПАСНЫХ АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЙ И ШТОРМОВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ НА БАЗЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ РАДИОЛОКАТОРОВ
1. Общие положения
1.1. Система обнаружения опасных атмосферных явлений и штормового оповещения (далее по тексту — Система), основанная на использовании информации от метеорологических радиолокаторов, включает в себя: метеорологические радиолокаторы (далее по тексту — МРЛ), оснащенные программно-вычислительными комплексами для обработки данных и формирования выходной информации (сообщений, кодограмм); телекоммуникационные средства, обеспечивающие функционирование Системы в масштабе времени, близком к реальному; центры сбора радиолокационной метеорологической информации (абонентские пункты). Система должна обеспечивать возможность включения в свой состав неограниченного числа МРЛ, образующих сеть МРЛ, обеспечивающую освещение метеорологической обстановки по определенной территории.
1.2. Система должна обеспечивать получение максимально полного состава метеорологической информации с характеристиками, удовлетворяющими основным требованиям различных видов потребителей, то есть удовлетворять требованию многофункциональности.
1.3. Система должна функционировать во все сезоны года в круглосуточном режиме.
1.4. Система должна являться частью наблюдательной сети гидрометеорологической службы России и представлять данные для прогнозирования погоды и опасных явлений. Информация, формируемая Системой, должна быть доступна по телекоммуникационным сетям организациям Росгидромета, обеспечивающим оперативное метеорологическое обслуживание (гидрометцентры, АМЦ/АМСГ, ЦГМС).
1.5. Минимальный интервал времени обновления информации, передаваемой в центры сбора радиолокационной метеорологической информации, должен составлять 10 мин. Для обслуживания местных потребителей информации (расположенных вблизи конкретной МРЛ) интервал времени обновления информации определяется по согласованию с этими потребителями.
1.6. Основные параметры Системы должны отвечать действующим требованиям технической документации ВМО.
2. Основные решаемые задачи
Система должна обеспечивать решение следующих основных задач:
2.1. Получение радиолокационных данных, характеризующих облака и осадки в зоне обзора.
2.2. Идентификация метеорологических явлений, включая опасные, связанных с облачностью.
2.3 Расчет скорости перемещения облачных систем.
2.4. Сверхкраткосрочный прогноз перемещения и эволюции полей облаков и осадков (экстраполяционным методом).
2.5. Оперативная передача информации об облачности, осадках и опасных явлениях в прогностические центры, АМЦ/АМСГ для использования при разработке прогнозов погоды и предупреждений об опасных и неблагоприятных явлениях погоды.
2.6. Оперативная передача специализированной информации об облачности, осадках и опасных явлениях в аэропорты и автоматизированные системы управления воздушным движением для использования диспетчерским составом гражданской авиации и ВВС в целях обеспечения полетов авиации.
2.7. Передача специализированной оперативной и (или) архивной информации об облачности и осадках в органы власти субъектов РФ, территориальных образований и другим потребителям.
2.8. Объединение (совмещение) информации об облачности, осадках и опасных явлениях погоды, полученной на сети МРЛ, по освещаемой территории, включая в перспективе территории сопредельных государств по их согласию.
2.9. Архивация получаемой метеорологической информации с использованием технических средств, обеспечивающих ее длительное хранение.
2.10. На МРЛ, применяемых для создания Системы, могут использоваться разные комплексы автоматизации радиолокационных наблюдений.
3. Состав представляемой информации и формы представления
3.1. Система должна обеспечивать представление радиолокационной метеорологической информации в картографическом виде (с использованием условных обозначений), в виде разрезов (сечений), в табличном виде. Формы представления должны соответствовать эргономическим требованиям, обеспечивать удобство использования информации конкретным потребителем.
3.2. Информация в картографическом виде должна представляться с использованием топографической основы. Должна быть обеспечена возможность выбора масштаба топографической основы в соответствии с детальностью отображаемой радиолокационной метеорологической информации. Должна быть предусмотрена возможность отображения на карте: административных и государственных границ, воздушных трасс и коридоров, физико-географических условий местности, зон ответственности прогностических органов, границ землепользования, автомобильных и железных дорог, линий электропередач и других объектов.
3.3. Должна быть предусмотрена замена (изменение) электронных карт, используемых для создания топографической основы. Электронные карты должны быть разработаны с учетом потенциальной возможности расширения системы за счет привлечения информации вновь организуемых пунктов автоматизированных радиолокационных наблюдений на территории региона.
3.4 Радиолокационная метеорологическая информация должна включать:
3.4.1. Горизонтальные сечения радиоэха облаков и осадков на разных высотах.
3.4.2 Вертикальные сечения радиоэха облаков в любом заданном азимуте.
3.4.3 Интенсивность осадков.
3.4.4 Суммы осадков за заданный интервал времени.
3.4.5 Направление и скорость перемещения облачных образований.
3.4.6. Тенденции эволюции развития (распада) облачных систем, зон с опасными явлениями, скоростей их перемещения. Представление тенденций в форме анимации.
3.4.7. Зоны с опасными метеорологическими явлениями: градом, грозой, шквалом, ливнем, дождем, снегопадом.
3.4.8 Карты контуров опасных явлений.
4. Основные требования к программно-вычислительным комплексам МРЛ
4.1. Программно-вычислительные комплексы МРЛ должны обеспечивать выполнение радиолокационных метеорологических наблюдений в автоматическом (автоматизированном) режиме, обработку радиолокационных данных и формирование выходной информационной продукции, обеспечение работы в сети МРЛ.
4.2. Основные требования (количественные) к программно-вычислительным комплексам МРЛ приведены в Приложении 1.
4.3. Порядок обмена данными в системе обнаружения опасных атмосферных явлений и штормового оповещения на базе метеорологических радиолокаторов приведен в Приложении 2.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ПРОГРАММНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСАМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
РАДИОЛОКАТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ШТОРМОВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ
| № п/п | Наименование | Требования |
|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Пространственное разрешение по вертикали | В типовом режиме разрешение 11 слоев, толщина слоя 1 км. Допускается до 15 слоев, толщина слоя от 0,5 до 1,5 км |
| 2. | Пространственное разрешение по горизонтали | Типовой режим: 100 х 100 элементов с размером элемента (ячейки) 4 х 4 км. Допускается 128 х 128 элементов, размер элемента от 1 до 4 км |
| 3. | Темп обновления информации | Период обновления информации, выдаваемой в сеть, от 10 до 180 минут (циклы наблюдений повторяются в автоматическом режиме) |
| 4. | Наличие осадков, оценка интенсивности осадков | Наличие осадков и их интенсивность определяются в каждом цикле наблюдений по элементам пространственного разрешения по горизонтали 4 х 4 км или менее. Интенсивность оценивается по градациям в диапазоне: жидкие осадки от 0,5 до 100 мм/ч — 4 градации (не менее); твердые осадки 0,02 до 10 мм/ч — 3 градации (не менее). Должна быть предусмотрена возможность настройки границ градаций |
| 5. | Сумма осадков за заданный промежуток времени | Количество осадков должно суммироваться за заданный промежуток времени для элементов поверхности 4 х 4 км (или менее) и представляться в виде градации. Типовое число градаций количества осадков — 15 градаций. Промежуток времени суммирования выбирается из ряда: 1 ч, 3 ч, 6 ч, 9 ч, 12 ч, 24 ч. Возможно иное значение промежутка времени суммирования. Должна быть предусмотрена возможность настройки границ градаций |
| 6. | Диапазон измерения высоты облаков | Должна измеряться максимальная для каждой ячейки высота радиоэха облаков в диапазоне от поверхности земли (высоты радиогоризонта) до 20000 м. Дискретность измерения — 250 м |
| 7. | Перечень обнаруживаемых опасных явлений погоды и их градации | Облачность, осадки обложные, осадки ливневые, грозы, град. По каждому явлению не менее 3 градаций |
| 8. | Формы представления данных МРЛ в каналы связи | Код: FM-94 BUFR, АС УВД Формат: ВМО (Наставление по ГСТ № 386), АС УВД |
| 9. | Протокол передачи данных МРЛ | Протокол TCP/IP-socket (сопряжение с каналами АСПД Росгидромета), АС УВД |
| 10. | Режим распространения радиолокационной информации | Программное обеспечение должно обеспечивать возможность передачи радиолокационной информации любому потребителю (пользователю), обеспеченному каналом связи для передачи биториентированной информации. Должна быть обеспечена возможность циркулярной передачи данных и передачи данных по запросу (режим «запросответ») на адреса пользователей |
| 11. | Объединение информации от нескольких (сети) МРЛ по общей зоне обзора | ПВК должен обеспечивать получение и объединение радиолокационных данных от нескольких (сети) МРЛ и построение «стыкованных» карт радиолокационной информации |
| 12. | Дистанционное управление работой МРЛ и получение информации с МРЛ | Должно быть обеспечено дистанционное управление и получение информации с МРЛ. Дистанционность — не менее 8 км |
| 13. | Хранение и архивация радиолокационной информации | ПВК должен обеспечивать хранение полученной радиолокационной информации за срок не менее 30 суток. Должна быть обеспечена архивация отдельных (наиболее важных видов) радиолокационной информации |
| 14. | Отображение текущего прогноза погоды и штормовых предупреждений | Должна быть предусмотрена возможность вывода на экран дисплея прогноза погоды и штормовых предупреждений |
| 15. | Функции, реализация которых является полезной для решения задач штормового оповещения | Определение скорости и направления перемещения облачных систем (зон осадков) в автоматическом и интерактивном режимах. Обеспечение возможности наложения на радиолокационные данные других видов данных (от штормового кольца, метео- и аэрологических станций), прогностических полей, спутниковой информации. Для МРЛ (ПВК) штормового оповещения реализация возможности функционирования в режиме контроля за работами по АВ; для МРЛ (ПВК), устанавливаемых в противоградовых подразделениях, выдача информации ШО (контроль АВ) с периодичностью 10 — 25 минут |
ПОРЯДОК
ОБМЕНА ДАННЫМИ В СИСТЕМЕ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПАСНЫХ
АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЙ И ШТОРМОВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ НА БАЗЕ
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ РАДИОЛОКАТОРОВ
1.1 Кодирование данных
Для обмена радиолокационными данными на территории России используется международный код FM-94 BUFR (FM-94 BUFR Collected papers and specification/European center for medium — range weather forecasts, February 1998 g. Издание 2001 г., рекомендация 3 KOC-XII).
1.2 Каналы связи
Для обмена радиолокационными данными используются каналы телесвязи сети МЕКОМ, используемой в Росгидромете для обмена оперативной информацией (протокол TCP/IP) с соблюдением правил формата сообщений. При отсутствии каналов доступа к каналам сети МЕКОМ, допускается использование других каналов связи.
1.3 Сроки проведения наблюдений
Технический цикл формирования комплекта наблюдений должен быть построен таким образом, чтобы эти комплекты могли быть отнесены к следующим срокам наблюдений: H + 00, H + 10, H + 20, H + 30, H + 40, H + 50, где H — час по Гринвичу; 00, 10, 20 и т.д. — минуты часа. Время получения данных определяется по моменту завершения обзора пространства. Время получения данных может быть меньше соответствующего не более, чем на 3 минуты и больше соответствующего номинального срока не более, чем на 2 минуты. При передаче радиолокационных данных время, указанное в заголовке сообщения, должно быть временем получения данных.
1.4 Сроки составления композитных карт
Сроки составления композитных карт соответствуют срокам наблюдений (см. п. 1.3), а именно: H + 00, H + 10, H + 20, H + 30, H + 40, H + 50, где H — час по Гринвичу; 00, 10, 20 и т.д. — минуты часа.
1.5 Время передачи данных по каналам связи
Время передачи данных определяется как разность между временем получения данных и временем поступления данных в центр построения композитных карт. Время передачи данных не должно превышать 5 мин.
1.6 Радиолокационные продукты
Для обмена используются следующие виды радиолокационных продуктов:
- горизонтальная отражательная способность в слое 0000 — 0999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 1000 — 1999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 2000 — 2999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 3000 — 3999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 4000 — 4999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 5000 — 5999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 6000 — 6999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 7000 — 7999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 8000 — 8999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 9000 — 9999 м;
- горизонтальная отражательная способность в слое 10000 — 10999 м;
- метеорологические явления и типы облачности;
- высота верхней границы радиоэха облачности;
- интенсивность осадков;
- сумма осадков за 1 час;
- сумма осадков за 3 часа;
- сумма осадков за 6 часов;
- сумма осадков за 12 часов;
- сумма осадков за 24 часа.
1.7 Формат данных радиолокатора
Каждый радиолокационный продукт передается в виде матрицы (карты), состоящей из 100 строк и 100 столбцов. Значения каждого элемента матрицы относятся к центру ячейки размером 4 x 4 кв. км. Строки матрицы ориентированы с Запада на Восток, столбцы матрицы ориентированы с Юга на Север. Данные в сообщении располагаются построчно, начиная с левого (западного) элемента нижней (южной) строки и заканчивая правым (восточным) элементом верхней (северной) строки.
Единицы измерения и длина данных в битах для каждого типа радиолокационного продукта описаны в классе 21 таблицы В кода BUFR.
1.8. Порядок ввода обозначений группы CCCC в сокращенном заголовке метеорологического бюллетеня согласовывается с ТУ Росгидромета.
2. Формат сокращенного заголовка метеорологических сообщений с данными радиолокационных наблюдений в коде FM-94 BUFR для национального и двустороннего согласованного распространения в регионах RA2 и RA6
Сокращенный заголовок должен иметь следующий формат (ВМО, ОПЕРАТИВНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ГЛОБАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕЛЕСВЯЗИ, Часть II, Приложение II-5 - УКАЗАТЕЛИ ДАННЫХ T T A A ii В СОКРАЩЕННЫХ
1 2 1 2
ЗАГОЛОВКАХ):
T T A A ii CCCC YYGGgg BBB. 1 2 1 2
Для радиолокационных данных в коде BUFR указатели данных имеют следующие значения:
T = I — Данные наблюдений в коде BUFR (таблица А); 1
T = Р — Графические данные (таблица В3); 2
A = R — Радиолокационные данные (таблица С6); 1
A = N — Северное полушарие (таблица С3); 2
ii = 40 — 89 — система номеров используется для различия бюллетеней с данными.
| ii | Тип данных |
|---|---|
| 40 | Горизонтальная отражательная способность в слое 0 — 999 метров |
| 41 | Горизонтальная отражательная способность в слое 1000 — 1999 метров |
| 42 | |
| 43 ... | Горизонтальная отражательная способность в слое 2000 — 2999 метров Горизонтальная отражательная способность в слое 3000 — 3999 метров |
| 55 | |
| 56 — 69 | ... |
| 70 | Горизонтальная отражательная способность в слое 15000 — 15999 метров |
| 71 | Зарезервировано |
| 72 | Метеорологические явления и типы облачности |
| 73 | |
| 74 | Высота верхней границы радиоэхо облачности |
| 75 | |
| 76 | Интенсивность осадков |
| 77 | Сумма осадков за 1 час |
| 78 — 88 | |
| 89 | Сумма осадков за 3 часа Сумма осадков за 6 часов Сумма осадков за 12 часов Сумма осадков за 24 часа Зарезервировано Техническое состояние МРЛ |
3. Дополнение кода FM 94 BUFR кодовой таблицей «Метеорологические явления и типы облачности по радиолокационным данным»
В связи с отсутствием в коде FM 94-XII BUFR таблицы для кодирования метеорологических явлений и типов облачности по радиолокационным данным рекомендуется таблицу В кода BUFR класс 21 дополнить новым дескриптором 0 21 022 и соответствующей ему кодовой таблицей.
| Табличная ссылка | Название элемента | Единица измерения | Масштаб | Начало отсчета | Длина данных (биты) |
| F X Y | |||||
| 0 21 022 | Метеорологические явления и типы облачности по радиолокационным данным | Кодовая таблица | 0 | 0 | 5 |
| Кодовая цифра | Значение |
|---|---|
| 0 | Отсутствие радиоэхо |
| 1 | Облачность верхнего и среднего яруса |
| 2 | Слоистообразная облачность |
| 3 | Осадки слабые |
| 4 | Осадки умеренные |
| 5 | Осадки сильные |
| 6 | Кучевая облачность |
| 7 | Ливень слабый |
| 8 | Ливень умеренный |
| 9 | Ливень сильный |
| 10 | Гроза с вероятностью 30 — 70% |
| 11 | Гроза с вероятностью 71 — 90% |
| 12 | Гроза с вероятностью > 90% |
| 13 | Град слабый |
| 14 | Град умеренный |
| 15 | Град сильный |
| 16 | Шквал слабый |
| 17 | Шквал умеренный |
| 18 | Шквал сильный |
| 19 | Торнадо (смерч) |
| 31 | Отсутствующее (иное) значение |