Kérdések és válaszok az Arome időjárás előrejelző modelljéről

A Facebook széljelző csoportján kérdéseket lehetett feltenni Szintai Balázsnak, aki az Országos Meteorológiai Szolgálatnál dolgozik modellfejlesztőként. Nem mellékes, hogy Balázs szörfös is, tudja, hogy minket mi érdekel igazán.

Az AROME egy numerikus időjárás előrejelző modell, azaz egy három-dimenziós rácson előállítja a meteorológiai paraméterek (nyomás, szél, hőmérséklet, vízgőz, illetve csapadékmennyiség) jövőben várható értékeit. Az előrejelzés alapvető módszertanát a folyadék-, vagy légkör-dinamika, a termodinamika, a sugárzástan és a felhőfizika képezik (a Navier-Stokes egyenlet numerikus, közelítő megoldását számítjuk ki kiegészítve a termodinamikai kölcsönhatások és a víz fázisátalakulásainak figyelembevételével). Az AROME modell futtatásával a kis-skálájú (10 - 100 km) időjárási folyamatok (pl. zivatarok, zivatar láncok, squall-line-ok, mezo-skálájú konvektív rendszerek) minél jobb előrejelzésére koncentrálunk, így ezt a modellt 2.5 km-es horizontális rácsfelbontással futtatjuk a Kárpát-medence területére. Az AROME modell fejlesztése az ACCORD nemzetközi konzorciumban történik, melynek tagjai 26 európai és észak-afrikai ország meteorológiai szolgálatai.

Az ACCORD egy közös kódrendszert fejleszt, amelyet az egyes országot kisebb-nagyobb mértékben hozzáigazítanak a saját időjárási viszonyaikhoz és saját maguk futtatják a modellt. További információ itt >>

Fonyódliget kisvitorlás szélben - Takács Máté / Glofák Olivér

Kérdések / válaszok

A lokális helyi tényezőket mennyire figyelik és fésülik bele az előrejelzésbe?

Az OMSZ modelljeiben (pl. AROME) sok olyan lokális megfigyelést felhasználunk, amik a globális modellekbe (pl. ECMWF, GFS) nem kerülnek bele. Ezen kívül a modellek utólagos vizsgálatánál (verifikáció) is értelemszerűen Magyarországra fókuszálunk, míg a külföldi (globális) modelleknél nyilván a magyarországi előrejelzés beválása viszonylag keveset nyom a latba.

Milyen modellt néz az a szörfös, aki az OMSZ-nél dolgozik és szörfözni menne? 

Kb. 7 napra előre szoktam nézni az ECMWF valószínűségi előrejelzését itt:
https://met.hu/idojaras/elorejelzes/valoszinusegi/

Aztán 2 nappal az "esemény" előtt már nézem az AROME-ot is. Én Balatonaligára járok, oda az ICON 7 km is elég jó előrejelzéseket szokott adni (ezt a német szolgálat futtatja, windguru-n elérhető). De nyilván minden modell tud hibázni. Egyébként még, amit szoktam a szélelőrejelzés mellett ellenőrizni, az a csapadék. A legtöbb modell gyakran bead csapadék mellé szelet is, a valóságban pedig ha "beragad" az eső egy területen, akkor általában nincs szél.
 
A szolgálatnak van fizetős oldala, ott sokkal pontosabbak az adatok.Amit mi látunk, az kb húsz százalék a valóságból. (ezt cáfold ha nem igy van:))

Nem tudom, hogy pontosan milyen fizetős oldalra gondol a kérdező. Én bentről minden produktumunkhoz hozzáférek, és szerintem az összesnek legalább 80%-a kint van a met.hu-n. Ami nincs kint jelenleg és elég hasznos, az az AROME-ra épülő valószínűségi előrejelzés (AROME-EPS). Illetve hogy igazából naponta nyolcszor készül az OMSZ-ban AROME előrejelzés (03, 09, 15, 21 UTC-kor is a 00, 06, 12 18 UTC mellett), de ezek közül csak az utóbbiak kerülnek ki a met.hu-ra. De pl. a riasztásokat kiadó veszélyjelző kollégáink használják ezeket, hogy minél frissebb modellfuttatások alapján tudjanak dönteni.

5G tényleg rontja az előrejelzés minőséget?

A kérdés elsőre elég bizarrnak tűnik, de van alapja. De azért nem arra kell gondolni, hogy az 5G tornyok sugárzása befolyásolja pl. a frontok mozgását :-) A helyzet az, hogy az 5G tornyok nagyon közel sugároznak ahhoz a frekvenciatartományhoz, ahol sok meteorológiai műhold kommunikál. Így elképzelhető, hogy ha az 5G nagyon elterjed, akkor annyi zaj lesz a műholdak vételénél, hogy csak rosszabb minőségű/mennyiségű adatot tudunk venni bizonyos műholdakról. Ami viszont valóban okozhat romlást az előrejelzés minőségében.

A megtörténtek, és az előrejelzések eltérései milyen gyorsan épülnek bele a rendszerbe, hogyan vannak súlyozva a historikus adatok az aktuális mérésekkel. Milyen sürűn vesznek adatokat, időben és térben.

Itt két dologról is szó van a kérdés kapcsán. Az egyik a verifikáció, amit fentebb említettem. Tehát hogy szisztematikusan és objektíven összehasonlítunk minden előrejelzést a mérésekkel, ebből havi statisztikák készülnek, amiből látjuk, hogy mondjuk az AROME bizonyos helyzetekben felülbecsli a szélsebességet. Az erőforrásaink függvényében (amik azért finom szólva nem végtelenek), aztán a modelljeink ezen gyengeségeit igyekszünk kivizsgálni és megoldást találni rájuk.
A másik, amiről szó van, az az ún. adatasszimiláció. Ez azt jelenti, hogy a modellnek kezdeti feltételeket kell megadnunk, amiből elindul az előrejelzés. Ezen kezdeti feltétel meghatározásához a modell egy korábbi (3 órával ezelőtti) előrejelzését használjuk fel, és ezt a mezőt pontosítjuk az aktuális mérésekkel. Ezek felszíni mérések (ebből kb. 200 db van Magyarországon és 10 percenként mérnek), rádiószondás magassági mérések (2 db van Magyarországon és napi kétszer mérnek), vagy pl. repülőgépes mérések (kereskedelmi járatokon mérnek szelet és hőmérsékletet). A modellfejlesztés egy fő részét az teszi ki, hogy újabb és újabb mérési típusokat vonjunk be az adatasszimilációba (pl. műholdas adatok vannak napirenden, illetve az, hogy óránkénti frissítéssel több adat kerüljön a rendszerbe).

Fonyódliget - Szlalom hétvége

Képes "tanulni" az algoritmus, azaz a nagy melléfogások javítanak-e a jövőbeli előrejelzésen? 

Ez jelenleg egy elég népszerű kutatási-fejlesztési téma a meteorológián belül, hogy pl. az AROME-hoz hasonló fizikai alapú modelleket hogyan lehet tovább javítani olyan statisztikai utófeldolgozások segítségével, amik pl. gépi tanulást alkalmaznak. Az OMSZ-nál is folynak ilyen irányú kutatások, amik első körben főleg a megújuló energiákhoz (napenergia, szélerőművek) kapcsolódnak. De elképzelhető, hogy középtávon (kb. 5 év múlva) már lesznek gépi tanulásos algoritmusok, amik a szörfösök által használt 10 méteres szelet is javítani képesek.

Tervezik e a balatoni m?rök ujragondol?s?t, mert a parton teljesen hamis adatokat mutatnak - le vannak takarva?

Sajnos ezt nem tudom, a méréses és az előrejelzéses terület az OMSZ-ban eléggé elkülönül. Én saját tapasztalatból a balatonaligai mérőről tudok nyilatkozni, az kint van a móló végén, tehát nincs takarásban. Viszont azt is fejben kell tartani, hogy a balatoni OMSZ-os szélmérők a szabvány szerinti 10 m-es magasságon mérnek. Én Aligán DNY-i szélben nyáron sokszor tapasztalom, hogy bár 10 m-en tényleg van szél (látszik mondjuk a fák tetején), de 1-3 m magasan, ahol ugye a szörfvitorla nagy része van, ott szinte semmi sincs. Ez általában azért van, mert a nagyon meleg (30-35 fokos) DNY-i szél felsiklik a viszonylag hideg Balaton felett kialakuló hideg légpárnára. Egyébként ha van dokumentált tapasztalat a szélmérők hiányosságairól, akkor azt nyugodtan lehet jelezni az OMSZ-nak.

Lehet-e 4 óránál több historikus adatot kirakni? Illetve valami komolyabb modern javascript-es vizualizációs (windy) felületet.

Technikai szempontból nyilván könnyen megoldható lenne. Ahogy fentebb írtam, a méréses dolgokra nincs nagy rálátásom sajnos, így nem tudom, miért így lett megcsinálva. A komolyabb vizualizáció kapcsán: ez szerintem a korlátozott emberi erőforrásainkkal kapcsolatos .

A globális felmelegedéssel várhatóan változnak-e a ciklonpályák és a szélviszonyok a közeljövőben térségünkben?

Voltak ilyen irányú vizsgálatok korlátos tartományú klímamodellekkel az OMSZ-ban. Mivel ez nem az én szakterületem, ezért javasolnék erre egy külön beszélgetést a megfelelő szakemberekkel. (*erről még kérdezünk - a szerk.)

Miért különböznek gyakran a nagy felbontású, rövid távú modellek (wrf/arome/icon)?

A legfontosabb ok valószínűleg az, hogy ezeket különböző globális modellek hajtják meg (AROME-ot az ECMWF, ICON-D2-t az ICON globális), a nagy felbontású modellek ezen globális modellek eredményeit "skálázzák le". Így ha mondjuk az ECMWF-ben 2 órával korábban jön be egy front, mint az ICON-globálisban, akkor ez a különbség a nagyfelbontású modellekben is megmarad. A másik ok, hogy pl. az AROME és az ICON-D2 elég sok részletben különbözik (felhőfizika, turbulencia kezelése, stb..).

A kérdésekre válaszolt: Szintai Balázs / OMSZ
A kérdéseket a Facebook Széljelző csapart tagjai tették fel

Szintai Balázs - Boden-tó