Создание картографической базы данных и веб-сервиса «Конвективные опасные метеорологические явления на территории Центрального федерального округа»

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-3-27-120-135

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

А.Н. Шихов

Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990,
ул. Букирева, 15, Пермь, Россия;
E-mail: gis@psu.ru

Р.К. Абдуллин

Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990,
ул. Букирева, 15, Пермь, Россия;
E-mail: gis@psu.ru

А.В. Чернокульский

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН,
119017, Пыжевский пер. 3, Москва, Россия;
E-mail: a.chernokulsky@ifaran.ru

И.О. Ажигов

Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990,
ул. Букирева, 15, Пермь, Россия;
E-mail: gis@psu.ru

Ю.И. Ярынич

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН,
119017, Пыжевский пер. 3, Москва, Россия;

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
119991, Ленинские горы, д. 1, стр. 1, Москва, Россия;

E-mail: julia.yarinich@yandex.ru

А.А. Спрыгин

Научно-производственное объединение «Тайфун»,
249038, ул. Победы, 4, г. Обнинск, Калужская область, Россия;
E-mail: spralexandr@gmail.com

Д.П. Коренев

Центральная аэрологическая обсерватория,
141707, ул. Первомайская, д. 3, г. Долгопрудный, Московская область, Россия;
E-mail: kdan1@yandex.ru

Аннотация

Конвективные опасные явления погоды (КОЯП), такие как сильные ливни, крупный град, шквалы и смерчи, являются одним из значимых источников возникновения чрезвычайных ситуаций природного характера на территории России. Территория Центрального Федерального округа (ЦФО) отличается максимальной в России плотностью населения, что с одной стороны создает наибольшие риски, связанные с конвективными явлениями, а с другой стороны — обеспечивает условия для сбора максимально подробной о них (включая случаи, пропущенные наблюдательной сетью и зафиксированные по факту нанесенного ущерба). В настоящей работе рассматривается структура и информационное наполнение картографической базы данных о случаях КОЯП для территории ЦФО. Основным отличием разработанной базы данных от существующих аналогов является ее структура, включающая сведения как о самих явлениях и их последствиях, так и об условиях их возникновения. К последним относятся, в частности, характеристики мезомасштабных конвективных систем (конвективных штормов) по данным с метеорологических спутников и диагностические переменные, характеризующие состояние атмосферы по данным систем реанализа CFS и ERA-5. Также реализованы связи с ранее опубликованными базами данных смерчей в Северной Евразии и крупных ветровалов в Европейской части России. В настоящее время собраны данные о более чем 2 тыс. случаях КОЯП на территории ЦФО за период 2001–2020 гг., большинство из которых были зафиксированы по факту нанесенного ущерба. Для управления базой данных и ее редактирования используется свободная объектно-реляционная СУБД PostgreSQL, а обеспечение открытого доступа к базе данных в сети Интернет реализовано путем создания картографического веб-приложения, доступного по адресу http://convective-storms.psu.ru/.

Ключ. слова

конвективные опасные метеорологические явления, шквалы, смерчи, крупный град, сильные ливни, картографическая база данных, картографический веб-сервис, Центральный федеральный округ.

Список литературы

  1. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Коршунова Н.Н., Ламанов В.И., Шаймарданов М.З. Опасные гидрометеорологические явления, вызываемые ветром, и их влияние на экономику России. Метеорология и гидрология, 2001. № 9. С. 5–17.
  2. Калинин Н.А., Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Костарев С.В., Быков А.В. Условия возникновения сильных шквалов и смерчей, вызывающих крупные ветровалы в лесной зоне Европейской части России и Урала. Метеорология и гидрология, 2021. № 2. С. 35–49.
  3. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И., Шихов А.Н., Ажигов И.О., Селезнева Е.В., Захарченко Д.И., Antonescu B., Kühne T. Смерчи в российских регионах. Метеорология и гидрология, 2021. № 2. С. 17–34.
  4. Chernokulsky A, Kurgansky M., Mokhov I., Shikhov A., Azhigov I., Selezneva E., Zakharchenko D., Antonescu B., Kühne T. Tornadoes in Northern Eurasia: from the Middle Age to the Information Era. Monthly Weather Review, 2020. V. 148. P. 3081–3111. DOI: 10.1175/MWR-D-19-0251.1.
  5. Chernokulsky A.V., Kurgansky M.V., Mokhov I.I. On characteristic reanalysis-based values of convective instability indices for Northern Eurasia tornadoes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. V. 231. Art.no. 012012. DOI: 10.1088/1755-1315/231/1/012012.
  6. Diffenbaugh N.S., Scherer M., Trapp R.J. Robust increases in severe thunderstorm environments in response to greenhouse forcing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013. V. 110 (41). P. 16361–16366. DOI: 10.1073/pnas.1307758110.
  7. Dotzek N., Groenemeijer P., Feuerstein B., Holzer A.M. Overview of ESSL’s severe convective storms research using the European Severe Weather Database ESWD. Atmospheric Research. 2009. V. 93. P. 575–586. DOI: 10.1016/j.atmosres.2008.10.020.
  8. Edwards R., LaDue J.G., Ferree№.T., Scharfenberg K., Maier C., Coulbourne W.L. Tornado Intensity Estimation: Past, Present, and Future. Bulletin of the American Meteorological Society, 2013. V. 94 (5). P. 641–653. DOI: 10.1175/BAMS-D-11-00006.1.
  9. Groenemeijer P., Kuhne T. A climatology of tornadoes in Europe: results from the European Severe Weather Database. Monthly Weather Review, 2014. V. 142. P. 4775–4790. DOI: 10.1175/MWR-D-14-00107.1
  10. Groenemeijer P., Púčik T., Holzer A.M., Antonescu B., Riemann-Campe K., Schultz D.M., Kühne T., Feuerstein B., Brooks H.E., Doswell C.A. III, Koppert H-J., Sausen R. Severe Convective Storms in Europe: Ten Years of Research and Education at the European Severe Storms Laboratory. Bulletin of the American Meteorological Society, 2017. V. 98 (12). P. 2641–2651. DOI: 10.1175/BAMS-D-16-0067.1.
  11. Hersbach H. et al. The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020. V. 146. P. 1999–2049. DOI: 10.1002/qj.3803.
  12. Kerkmann J., Lutz H.J., König M., Prieto J., Pylkko P., Roesli H.P., Rosenfeld D., Zwatz-Meise V., Schmetz J., Schipper J., Georgiev C., Santurette P. MSG Channels, Interpretation Guide, Weather, Surface Conditions and Atmospheric Constituents. 2006. Электронный ресурс: http://oiswww.eumetsat.org/WEBOPS/msg_interpretation/index.html. (дата обращения 03.04.2021).
  13. Klaes K.D. A status update on EUMETSAT programmes and plans. Proceedings of SPIE—The International Society for Optical Engineering, 2017. V. 10402. Art.no. 1040202. DOI: 10.1117/12.2273849.
  14. Meredith E.P., Semenov V.A., Maraun D., Park W., Chernokulsky A.V. Crucial role of Black Sea warming in amplifying the 2012 Krymsk precipitation extreme. Nature Geoscience, 2015. V. 8 (8). P. 615–619. DOI: 10.1038/ngeo2483.
  15. Napolitano E., Marchesini I., Salvati P., Donnini M., Bianchi C., Guzzetti F. LAND-deFeND—An innovative database structure for landslides and floods and their consequences. Journal of Environmental Management. 2018. V. 207, P. 203–218. DOI: 10.1016/j.jen-vman.2017.11.022.
  16. Púčik T., Groenemeijer P., Rýva D., Kolář M. Proximity Soundings of Severe and Nonsevere Thunderstorms in Central Europe. Monthly Weather Review. 2015. V. 143 P. 4805–4821. DOI: 10.1175/MWR-D-15-0104.1.
  17. Radler T., Groenemeijer P., Faust E., Sausen R., Púčik T. Frequency of severe thunderstorms across Europe expected toincrease in the 21st century due to rising instability. NPJ Climate and Atmospheric Science, 2019. V. 30. DOI: 10.1038/s41612-019-0083-7.
  18. Rivin G.S., Vil’fand R.M., Kiktev D.B., Rozinkina I.A., Tudriy K.O., Blinov D.V., Varentsov M.I., Samsonov T.E., Bundel’ A.Y., Kirsanov A.A., Zakharchenko D.I. The System for Numerical Prediction of Weather Events (Including Severe Ones) for Moscow Megacity: The Prototype Development. Russian Meteorology and Hydrology, 2019. V. 44 (11). P. 729–738. DOI: 10.3103/S1068373919110025.
  19. Saha S., et al., 2010. The NCEP climate forecast system reanalysis. Bull. Am. Meteorol. Soc. 2010. V. 91. P. 1015–1057. DOI: 10.1175/2010BAMS3001.1.
  20. Shikhov A.N., Chernokulsky A.V. A satellite-derived climatology of unreported tornadoes in forested regions of northeast Europe. Remote Sensing of Environment, 2018. V. 204. P. 553–567.
  21. Shikhov A.N., Chernokulsky A.V., Azhigov I.O., Semakina A.V. A satellite-derived database for stand-replacing windthrow events in boreal forests of European Russia in 1986–2017. Earth Syst. Sci. Data, 2020. V. 12. P. 3489–3513. DOI: 10.5194/essd-12-3489-2020.
  22. Taszarek M., Brooks H.E., Czernecki B. Sounding-derived parameters associated with convective hazards in Europe. Monthly Weather Review, 2017. V. 145. P. 1511. DOI: 10.1175/MWR-D-16-0384.1.

Для цитирования: Шихов А.Н., Абдуллин Р.К., Чернокульский А.В., Ажигов И.О., Ярынич Ю.И., Спрыгин А.А., Коренев Д.П. Создание картографической базы данных и веб-сервиса «Конвективные опасные метеорологические явления на территории Центрального федерального округа» ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 120–135. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-120-135

For citation: Shikhov A.N., Abdullin R.K., Chernokulsky A.V., Azhigov I.O., Yarinich Y.I., Sprygin A.A., Korenev D.P. Development of a GIS database and web service “Hazardous convective weather events on the territory of Central Federal district” InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 3. P. 120–135. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-120-135 (In Russian)