AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
Az időjárási számítógépes előrejelzése HORÁNYI ANDRÁS (
[email protected])
Országos Meteorológiai Szolgálat Numerikus Modellező és Éghajlat-dinamikai Osztály (NMO) „Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
1
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
MIÉRT FONTOS? • Napjainkban időjárás előrejelzések nem készíthetőek számszerű előrejelző modellek eredményeinek felhasználása nélkül – Médiában megjelenő előrejelzések – Közlekedésmeteorológia (repülés!!) – Viharjelzés (pl. Balaton, augusztus 20.) – Kapcsolódó szakterületek (környezetvédelem, vízügy) • Az éghajlat jövőbeli viselkedésének becslésére egyedüli járható út a modellezés (a spekulatív megközelítés nem vezet eredményre, lásd a következő előadást)
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
2
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
A SZÁMÍTÓGÉPES (SZÁMSZERŰ) ELŐREJELZÉS ALAPJAI • A légköri folyamatok fizikai törvényszerűségeknek engedelmeskednek (pl. tömeg- és energia megmaradás) • A fizikai törvények matematikai alakban (parciális differenciálegyenletek) írhatóak fel • Egyenletrendszer (6 egyenlet 6 ismeretlen) Þ matematikai modell – Nincs analitikus megoldás (megoldó képlet) – Közelítések alkalmazása – Kezdeti és határfeltételek megadása szükséges „Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
3
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
GLOBÁLIS és REGIONÁLIS MODELLEK
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
4
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
EGYMÁSBA ÁGYAZOTT MODELLEK
GLOBÁLIS MODELL
LOKÁLIS MODELL
REGIONÁLIS MODELL
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
5
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
A NUMERIKUS PROGNOSZTIKA LEGFONTOSABB LÉPÉSEI NUMERIKUS ELŐREJELZÉS ADATASSZIMILÁCIÓ A mérési információk gyűjtése, ellenőrzése, modellrácsra történő
MODELL INTEGRÁLÁS A légkör hidro-termodinamikai egyenletrendszerének közelítő
előállítása (objektív analízis)
megoldása
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
UTÓFELDOLGOZÁS Megjelenítés Speciális paraméterek származtatása
6
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
7
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
500hPa GEOPOT ENTIAL A MODELLEK BEVÁL ÁSÁNAK JAVULÁSA: 2,5 NAP SCORE REACHES 60.00 ANOMALY 25 ÉCORRELATION V ALATT (Kb. FORECAST 10 év alatt 1 napi időelőny)
SCORE REACHES 60.00 MA
N.HEM
9
LAT 20.000 TO 90.000 LON -180.000 TO 180.000
Forecast Day
MA = 12 Month Moving Average
8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5
„Földtudományos forgatag” 4.5
2008. április 19.
8
1980 1981 1982 1983 1984 1985 19861987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
PÉLDA AZ OMSZ-BAN OPERATÍVAN ALKALMAZOTT NUMERIKUS MODELLRE (ALADIN/HU) • 8 km-es horizontális felbontás • 49 vertikális modellszint • Modellfuttatás naponta négyszer (00, 06, 12 és 18 órakor) két napra • Előrejelzési adatok óránként (egyes felhasználóknak negyed óránként) „Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
9
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
ZIVATAROK MODELLEZÉSE
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
10
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
FIGYELMEZTETÉSEK ÉS RIASZTÁSOK: WWW.METEOALARM.EU
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
11
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
VALÓSZÍNŰSÉGI ELŐREJELZÉSEK: ENSEMBLE (EGYÜTTES) MÓDSZER (ELMÉLET) • Egy előrejelzés akkor és csak akkor teljes, ha hozzá tudunk rendelni megbízhatósági mutatókat (beválási valószínűségeket) • A légkör bonyolult turbulens (kaotikus) rendszer, amely nagyfokú érzékenységet mutat a kiindulási állapotaira („a brazíliai pillangó és a texasi tornádó kapcsolata”) In memorian Edward Lorenz 1917- 2008 „Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
12
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
VALÓSZÍNŰSÉGI ELŐREJELZÉSEK: ENSEMBLE (EGYÜTTES) MÓDSZER (GYAKORLAT) • A kezdeti feltételekben meglevő bizonytalanság figyelembe vétele ® több egyformán lehetséges kiindulási feltétel ® több előrejelzés (előrejelzések együttese) • Az így kapott eredmények együttes vizsgálata – Ha az előrejelzések hasonlóak ® nagyobb megbízhatóság – Ha az előrejelzések nagyon eltérnek egymástól ® nagyobb bizonytalanság (az előrejelezhetőség kisebb)
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
13
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
ELŐREJELEZHETŐSÉG
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
14
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
VALÓSZÍNŰSÉGI (EGYÜTTES) ELŐREJELZÉSEK BUDAPESTRE
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
15
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
ÖSSZEFOGLALÁS • Időjárási (és éghajlati) előrejelzéseink számszerű előrejelző modellek eredményein alapulnak • Előrejelzéseink elengedhetetlenek az élet- és vagyonvédelem tekintetében (pl. viharjelzés!), illetve a gazdasági élet számos területén (közlekedés, energiaszektor stb.) • Egy előrejelzés akkor teljes, ha az előrejelzett értékek mellé beválási valószínűségeket is hozzárendelünk (és a felhasználóknak ezt az információt kell beépíteniük a mindennapos döntéseikbe) „Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
16
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
TOVÁBBI INFORMÁCIÓ, KAPCSOLAT • Országos Meteorológiai Szolgálat honlapja (www.met.hu alatt „OMSZ”, „Szolgálatunkról”, „Szervezeti felépítés” vagy „Kutatás és fejlesztés”) • Tudományos ismeretterjesztő kiadványok • Következő előadás az éghajlat „előrejelzéséről”
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
17
AZ IDŐJÁRÁS SZÁMÍTÓGÉPES ELŐREJELZÉSE
„Földtudományos forgatag”
2008. április 19.
18
