Manapság egyre nehezebb és költségesebb vízen tartózkodni a
szeles napokon, így megnövekedtek az igények és az elvárások az előrejelzésekkel
szemben. A közelmúltban született egy-két pontatlan prognózis egyes modellek
által. Egy konkrét eset kapcsán annak jártunk utána, mi okozhatja a tévedést.
Széljelző
Tóth László
A szó hallatán idősebb szörfösök talán emlékeznek még a Petőfi rádió
Szörfmagazin című műsorára, ahol minden csütörtökön az Országos Meteorológiai
Szolgálat szakemberei adtak szélelőrejelzést nagy tavaink körzetére. A műsort a
90-es évek elején indítottam, de az utolsó adás is közel 10 éve hangzott el.
Nagyot változott azóta a világ. A szélelőrejelzéseket manapság az interneten
tanulmányozzák a szörfösök és a széltérképek akár egy mobiltelefon képernyőjén
is megjeleníthetők.
A digitális technika fejlődésével az előrejelzések is jelentősen megváltoztak.
Nagy meteorológiai központok jóvoltából egyre több modellt figyelhetünk és
tanulmányozhatunk. Általában mindenkinek van kedvenc oldala, amit preferál,
amiben hisz, amiben a legkevesebbet csalódott. Jómagam rendszeresen átnézem az
úgynevezett globális modelleket, de a napi eseményeket már az INKA rendszeren
követem, hiszen ez az a modell, ami a valósághoz legközelebb álló, meglehetősen
pontos analízist készít néhány órára előre, legalább is eddig ezt tapasztaltam.
Így volt ez augusztus 26-a délutánján is, amikor a 4-5 Bft-os délnyugati szélben
száguldoztunk a Velencei-tavon, de másnap az INKA rám cáfolt. A GFS modellek
egyöntetűen jelezték 17 órára a szélerősödést a Velencei-tó térségében, miközben
az INKA modell egyre távolabbra tolta ki az erős szelet, ezért úgy döntöttem,
hogy otthon maradok.
15 óra után vonult át a hidegfront csapadékzónája a Balaton és Velencei-tó
vonalában, amit rendszerint szélerősödés követ. Az INKA a csapadék átvonulását
eltalálta, de a szélerősödést 20 óra utánra tette.
A gárdonyi szélmérő adatai alapján, amit a szörfös kollégák is megerősítettek,
16 óra után már élénk lökések voltak, 17 órától pedig az esti órákig 4-5 Bft-os
kifújt szélben lehetett siklani.
Igazán sajnáltam az esetet, hiszen ebben a szélszegény szezonban elmulasztottam
egy kiváló szörfözési lehetőséget. Otthon a webkamerán figyeltem barátaimat, és
kicsit irigykedtem, hogy nekik ma összejött. Erősen foglalkoztatott a gondolat,
hogy előző nap az INKA szélelőrejelzése óramű pontossággal érkezett, akkor egy
nappal később, augusztus 27-én, azon a szerdai napon mi történhetett? Talán
valahol a távolban egy lepke megint megrázta a szárnyát, és ez teljesen
felborította az előrejelzést?
Egy szörfös lelkivilágát ilyen esetben csak egy másik szörfös értheti meg.
A szörfös oldalakat tanulmányozva sovány vigasz volt számomra, hogy nem csak én
jártam így. Ezen felbuzdulva azon nyomban írtam egy levelet az Országos
Meteorológiai Szolgálatnak, mintegy panaszként, amire rövidesen érkezett is a
válasz.
Idézet a levélből:
"Az INCA néhány órás időtávban képes javítani a modell szélelőrejelzéseken.
Akkor van baj, mikor a háttér modell tendenciái jelentősen eltérnek az
észleltektől, pl. front betöréseknél, ahol jó eredményhez kell, hogy a modell
teljesen pontosan eltalálja a front érkezésének az időpontját. A tegnapi esetnél
a Velencei-tónál már 16 óra körül voltak élénk (35 km/h körüli) lökések, de az
átlag szél még viszonylag alacsony volt (10-15 km/h körül, az agárdi mérés
alapján). A WRF modell akkori aktuális futása azonban már sokkal korábbra (12
órára) előre jelezte a front érkezését és a szélsebesség növekedését.
Ezután már a Velencei-tó térségre nem adott jelentősebb tendenciát, emiatt a 16
órához vonatkozó INCA futásban sem nőtt a szélsebesség, egészen az esti órákig.
Ez a hiba aztán megjelent a széllökésszámításban is, ami erősen összefügg az
átlagszél előrejelzéssel.
Ilyen hibákat már korábban is észrevettünk de inkább a szélsebesség
túlbecslésével kapcsolatban (és jelentettük is az osztrák
projekt-partnereinknek, akik a módszert fejlesztettek).
A hiba javításának egyik lehetősége az lenne, ha sikerülne gyakrabban futtatni
és pontosítani a háttérmodellt (ez jelenleg csak 6-orákent frissül), ami viszont
sokkal nagyobb számítógéperőt igényelne.
Kétes helyzetekben érdemes a Siófoki viharjelzésnél is érdeklődni, mivel az
előrejelzők a többi információk és a tapasztalatuk alapján tudják kiszűrni az
ilyen hibákat."
dr. Bonta Imre meteorológus, főosztályvezető javaslatára azonban készült egy
rövid cikk is, amely általánosságban mutatja be egyrészt az INCA modellt,
másrészt azt, hogy a MET honlapján elérhető, az OMSZ-ban futtatott egyéb modell
előrejelzések általánosságban hogyan segíthetik a szörfösöket.
Numerikus modellek, nowcasting rendszerek és használatuk a tavi szél
előrejelzésben
Simon André, Horváth Ákos
Országos Meteorológiai Szolgálat
A számítógépes módszerek és alkalmazások meghatározó szerepet játszanak az
időjárás előrejelzésében. Az interneten egyre többfelé hozzáférhetőek a
numerikus modellek számítási eredményei. Ezek a modellek bonyolult, néha több
ezer programot is tartalmazó rendszerek, melyek a légköri folyamatokat leíró
egyenleteket oldják meg, bemenő adatul használva a meteorológiai méréseket és
megfigyeléseket. Az úgynevezett globális (egész földgömbre vonatkozó) modelleket
nagy meteorológiai központokban futtatják, nagyon nagy teljesítményű (több
processzorból álló) számítógépeken vagy több egymáshoz csatlakozott számítógép,
úgynevezett számítógépfürt (angolul ?cluster?) segítségével. Jelenleg ezeknek a
modelleknek (pl. ECMWF, GFS, ARPEGE) a horizontális felbontása 12-30 km között
van és főleg a nagyméretű légköri folyamatokra (ciklonok alakulása, haladása) és
a középtávú előrejelzésekre (3-10 napra előre) összpontosítanak.
A globális modellek előrejelzéseit a korlátozott tartományú, de nagyobb
felbontású (2-8 km) modellek finomítják tovább. Ilyen típusú modellek (pl.
ALADIN, AROME, WRF) már leírják a lokális légköri folyamatokat (pl. a
zivatarokat) is, jellemzően néhány órára vagy 1-2 napra előre. A nagy
számítógéperő-igényességük miatt azonban többnyire csak 6-12 óra gyakorisággal
lehet futtatni ezeket a modelleket. Ugyancsak problémát jelent, hogy a
korlátozott tartományú modellek sem mindig elegendően pontosak ahhoz, hogy
megfelelően leírják a jelenlegi vagy a közeljövőben (0-6 óra) várható légköri
viszonyokat. A talaj közelében a szélsebességet például lényegesen befolyásolják
a turbulens örvények és a vertikális áramlások. A turbulenciát kis méreteinél
(több tíz- vagy száz méter átmérőben) és kaotikus viselkedésénél fogva a
modellek csak nagyon hozzávetőlegesen képesek leírni, emiatt az eredményekben
gyakran megfigyelhetők rendszeres hibák és eltérések az észlelésekhez képest.
A fenti nehézségek csökkentésére, valamint az éppen aktuális időjárás
pontosabb/részletesebb leírása érdekében fejlesztik az úgynevezett nowcasting
rendszereket. Ezek a rendszerek matematikai módszereket használnak arra, hogy az
észlelt (pl. radar mérések, földfelszíni állomások mérései) és az előrejelzett
(numerikus modellekből származó) adatokból 1-km körüli felbontású analízist és
ultrarövidtávú előrejelzéseket készítsenek. Az analízisnél és az 1-2 órás
előrejelzésnél az észlelt adatok hatása a meghatározó, később (3-6 óra
szakaszban) a végeredmény egyre jobban a numerikus előrejelzések által számított
értékekhez simul. A nowcasting rendszerek egyik előnye, hogy az általuk
készített un. objektív analízis segítségével egy nagy felbontású (1-1.5 km)
rácsra meglehetős nagy pontossággal meghatározhatóak az éppen aktuális időjárási
paraméterek. Ilyen módon olyan helyekről is rendelkezünk időjárási adatokkal,
ahol nincsenek mérések. Másrészt a nowcasting rendszerek által készített pár
órás előrejelzés nem igényel olyan nagy számítási kapacitást, mint a numerikus
modellek, így azokat sűrűbben lehet indítani, felhasználva a legfrissebb mérési
adatokat.
Modellezési szempontból nagy kihívást jelent az előrejelzések készítése a
Balaton és a Velencei-tó környékére, főként a domborzat és a víz hatása miatt (a
vízfelület alacsony érdessége jelentősen növeli az átlagos szélsebességet,
viszont csökkentheti a turbulenciát). Még stabil időjárási helyzetben is emiatt
nagy különbségek jöhetnek létre, például a szélsebességben a tó és a szárazföld
között, vagy akár a tó egyes területei között is. A globális modellek (pl.
ECMWF) többnyire sikeresek az általános helyzet előrejelzésében, így például a
hidegfrontok utáni erős, vagy viharos északnyugati szél előrejelzésében (1.
ábra). A korlátozott tartományú modellek előrejelzéseiben azonban már
megjelennek a Balatonra jellemző szélcsatornák is, tipikusan a Szigligeti-öböl
és Balatonmáriafürdő közötti vonalában megjelenő szélerősödés (2. ábra). A
nowcasting rendszerek ennél még finomabb skálán dolgoznak és jobban tükrözik a
környező domborzat (Keszthelyi hegység, Badacsony) hatását (3. ábra).
1. ábra: ECMWF globális modell 2014 szeptember 02, 11 órára (helyi időben) vonatkozó 9 órás szél (szélzászlók) és széllökés (színezett területek) előrejelzése a Balaton térségére.
2. ábra: AROME korlátozott tartományú modell 9 órás előrejelzése (ugyan arra az időpontra, mint az 1. ábránál).
3. ábra: INCA-HU nowcasting rendszer +1 órás
előrejelzése (ugyan arra az időpontra, mint az 1. ábránál).
Az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) jelenleg több numerikus modellt (pl.
ECMWF, AROME, WRF) és két nowcasting rendszert (MEANDER, INCA) használ. A
modellek előrejelzései az OMSZ honlapján is hozzáférhetőek, és főleg olyan
felhasználók számára fontosak, akik komolyabban érdeklődnek a meteorológia iránt
és jobban szeretnék megismerni az éppen zajló időjárási folyamatokat. Az INCA
nowcasting rendszer egy nemzetközi, Európai Unió pályázat (INCA-CE) keretében
lett telepítve az OMSZ-ban. Az INCA-t eredetileg az osztrák Központi
Meteorológiai és Geodinamikai Intézet (ZAMG) fejlesztette, és az olyan,
viszonylag ritka, nowcasting rendszerek közé tartozik, melyek nem csak a
csapadék vonulását, hanem a többi meteorológiai paraméter változását is
megpróbálja előrejelezni. A szél esetében a rendszer első lépésben egy részletes
analízist készít (talaj észlelések és a WRF modell előrejelzései alapján). A
kezdeti szélmezőt a domborzat és a talaj által alkotott feltételekhez adaptálja.
Így például szélcsatornák jönnek létre a völgyekben, vagy a víz felett bizonyos
mértékig emelkedhet a szélsebesség. Az eljárás feltételezi továbbá, hogy a
háttér-modell szélmezőben főleg szisztematikus hibák fordulnak elő (a pontatlan
domborzat és talajviszonyok miatt) de a modell tendenciái megfelelően leírják a
szél napi menetét vagy egyéb időbeli változásokat. Az INCA rendszer ezeket a
tendenciákat használja fel az ultrarövid távú előrejelzések készítéséhez. Bár
statisztikailag kimutatható, hogy a nowcasting rendszerek általában képesek
javítani a modellek szélelőrejelzésein, mégis vannak időjárási helyzetek, mikor
a kimenetekben nagy hibák figyelhetőek meg. Ezek jellemzően zivataroknál vagy
frontbetöréseknél fordulhatnak elő, mikor a háttérmodell-tendencia hibái a
nowcasting rendszer szélelőrejelzését is megzavarhatják (4. ábra).
4. ábra: Jellemző hiba a nowcasting rendszerek
előrejelzéseiben (2014. augusztus 27-ei helyzet alapján)
Várható, hogy a jövőben a számítógép technika fejlesztése lehetővé teszi a
numerikus modellek egyre gyakoribb, gyorsabb és finomabb felbontású futását. Már
jelenleg is léteznek úgynevezett gyakran frissülő (angolul rapid-update-cycle)
korlátozott tartományú modell előrejelzések, melyek mint nowcasting rendszerek
is felhasználhatóak. Egy másik megközelítés az, hogy a modelleket vagy a
nowcasting rendszereket többször, különböző kezdeti feltételekkel és
beállításokkal is futtatják (ezt ?ensemble? vagy EPS előrejelzésnek nevezik).
Ebből kideríthető, hogy az adott helyzetben mennyire bizonytalan a rendszer
előrejelzése és milyen valószínűséggel fordulhat elő erős szél vagy heves
csapadék.
A világhálón számos alkalmazás és program épül a numerikus modellek számítási
eredményeire (gyakran az amerikai globális GFS modell vagy a korlátos tartományú
WRF előrejelzéseire, melyek széles körben elérhetőek). Ezek az előrejelzések sok
esetben automatikusan készülnek és a helyi viszonyokat (pl. a modell- és a
valódi domborzat közötti eltéréseket, vagy a tavakat) nem veszik elég pontosan
figyelembe. Így időnként megtörténik, hogy akár kisebb változások a nyomás- vagy
a hőmérséklet mezőben nagyban módosítják a tavi szélviszonyokat az
előrejelzésekhez képest. Ilyenkor szükség van az emberi beavatkozásra, és az
előrejelzők rövidtávon többnyire képesek kiszűrni a modell hibákat vagy
hiányosságokat. A tavi viharjelzések vagy előrejelzések mindig több forrás
alapján készülnek. A viharjelzők összehasonlítják a numerikus modell
előrejelzéseket a szubjektív analízisekkel, az adott időjárási helyzet elméleti
(konceptuális) modelljeivel és mérlegelik a modell teljesítményét az elmúlt,
hasonló időjárási helyzetekben. Számukra a numerikus modell vagy nowcasting
rendszer egy eszköz, ami segít a légköri viszonyok megértésében (főleg arról, mi
történik néhány száz méterrel vagy 1-2 kilométerrel a talaj felett, amiről csak
hiányosan állnak rendelkezésre mért adatok). Az előrejelzők, valamint a
felhasználók észrevételei, tapasztalatai és visszajelzései sokat segítenek a
modellhibák felfedezésében és a modellek továbbfejlesztésében. A meteorológia
ezen területén (is) jelentős nemzetközi együttműködések vannak, amelyekben hazai
szakemberek is aktívan részt vesznek.
Források, érdekes linkek:
http://www.met.hu/idojaras/elorejelzes/modellek/
Numerikus modell előrejelzések és az INCA rendszer kimenetei az OMSZ honlapján
http://www.inca-ce.eu/CE-Portal/index.html
INCA-CE webportálja (ultrarövidtávú előrejelzések közép-Európai térségre,)
http://www.met.hu/idojaras/balaton/
Balatoni időjárás az OMSZ honlapján
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/
Különböző, főleg globális modellekből származó előrejelzések
Nem vagy bejelentkezve, ezért hozzászólásod csak moderálás után fog megjelenni.
Sikeresen hozzáadtuk a terméket a kosaradhoz!
Hibás email vagy hibás jelszó!
Feldolgozás folyamatban...