Cikkek


Széljelző - Néhány szó a meteorológiai modellekről

2014.09.15

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

 


Pro arboctalp

Cimkék

Hozzászólások

Hozzászólok - +

Nem vagy bejelentkezve, ezért hozzászólásod csak moderálás után fog megjelenni.








54527
Írd ide az ellenörző számot:

Kiemelt ajánlataink

Severne Air

39 000 Ft

59 000 Ft

RRD c80 RDM

84 000 - 98 000 Ft

114 000 - 135 000 Ft

Komplett szörf

399 000 - 415 000 Ft

449 000 - 459 000 Ft

RRD Firewing MK5

135 000 - 179 000 Ft

283 000 - 349 000 Ft

Prolimit Fusion Freezip 4/3

39 900 Ft

59 000 Ft

Prolimit Fusion Shorty

23 000 Ft

27 900 Ft

Ascan Jibe

10 990 Ft

Tiki Streamline

7 990 Ft

11 000 Ft

Ascan leash

8 990 Ft

RRD The stark v3

29 000 Ft

44 000 Ft

CAAS C75 RDM

75 000 - 115 000 Ft

84 000 - 115 000 Ft

Prolimit Predator 6/4

69 000 Ft

89 000 Ft