Научная работа: темы и направления для студентов 3 курса МФТИ (2019 год)

Прогноз погоды и связанные технологии

Научный руководитель к.ф.-м.н. Фадеев Р.Ю., комната 703, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Студентам 3 и 5 курсов в рамках НИР предлагается принять участие в развитии отечественной модели ПЛАВ, которая применяется в Гидрометцентре России для оперативного среднесрочного и долгосрочного прогноза погоды (https://meteoinfo.ru/plav-forc-rus1). Сейчас над развитием модели ПЛАВ и связанных с ней технологий работает 10 человек: 5 в ИВМ РАН и 5 в ГМЦ (в том числе 1 студент и 3 аспиранта). Половина разработчиков ПЛАВ — выпускники кафедры ВТМГБ.

Возможные задачи:

1. Применение искусственного интеллекта для диагностики и тюнинга модели. ИИ сейчас применяется весьма повсеместно, но в задаче прогноза погоды заметно продвинулись пока только в Швейцарии. Задача предполагает реализацию связки модель-ИИ, где ИИ проводит анализ результатов моделирования по стандартным метрикам и полям, с целью последующей корректировки настраиваемых параметров модели и улучшения точности прогноза. Знаний о том, как работает модель в этой задаче не требуется. Основной язык — python.

2. Разработка новой системы визуализации прогнозов. Целевая функция — создание не только стандартных (определяется заказчиком) картинок, но и интерактивной карты прогнозов. Основные языки программирования: python для генерации картинок и работы с данными, javascript/css/html для веба.

3. Внедрение в ПЛАВ модели многослойного снега, которая позволит точнее описывать процессы тепло-влаго переноса в толще снега. Модель снега, фактически, уже внедрена в ПЛАВ, необходимо исследовать качество ее работы для нескольких случаев: модель «в себе» с заданными граничными условиями, а также в связке с моделью атмосферы. Внедрение модели многослойного снега вместо однослойной модели позволит точнее описывать приземную температуру и толщину снега (равно как и его наличие) в переходные сезоны (весна, осень).

4. Исследование воспроизводимости моделью ПЛАВ отклика в атмосфере на возмущения приземных полей (температуры, в первую очередь). Источником такого возмущения в океане может выступать явление Эль-Ниньо, а на суше — крупномасштабное выпадение снега ранней осенью в Евразии. Результаты исследования в значимой степени помогут развитию как климатической версии модели ПЛАВ так и совместной модели атмосферы, океана и морского льда ПЛАВ-ИВМИО-CICE для долгосрочного прогноза погоды.

К выполнению НИР приглашаются студенты, заинтересованные в развитии отечественной системы прогнозирования. В зависимости от результативности выполнения НИР возможна финансовая поддержка и трудоустройство в Гидрометцентр России на период работ.