HungaroMet: 2022. november 25. 13:00
30 éves az ECMWF ensemble valószínűségi időjárás-előrejelzés
 |
Az Középtávú Időjárás-előrejelzések Európai Központja (ECMWF) honlapján rövid és érdekes összefoglaló olvasható az együttes, avagy ensemble előrejelzés készítés elmúlt 30 évben megvalósult fejlesztéseiről, valamint a jövőbeli tervekről. Az ECMWF-ben 30 évvel ezelőtt, 1992. november 24-én készült az első operatív ensemble előrejelzés. 2022. december 5-én online rendezvényen érdekes előadásokat hallhatunk e témában. |
Az időjárás előrejelzések nem lehetnek tökéletesek. Ennek négy fő oka a következő:
- nem ismerhetjük a teljes légkör pillanatnyi állapotát,
- a légköri folyamatok kaotikus viselkedéséből adódó bizonytalanságok bizonyos jelenségek előrejelezhetetlenségét eredményezik,
- az alkalmazott numerikus modellek "tökéletlensége",
- a modellekben szükségszerűen használt közelítő megoldások.
Az időjárás numerikus előrejelzése során a sikeres előrejelzés több tényezőn múlik. A légköri folyamatok numerikus modellekkel való leírása a fizikából ismert törvények – mint pl. az anyag és energia megmaradás tétele – alapján valósítható meg. A bonyolult fizikai kölcsönhatások azonban nem írhatók le abszolút korrekt módon, valamint az egyenletek megoldása során közelítő módszereket kell alkalmaznunk. Az egyenletrendszer megoldásához szükséges a kiindulási feltételek lehető pontosabb meghatározása. Ehhez kiemelkedő fontosságú a nagy számú, s jó minőségű (felszíni, magaslégköri, műholdas stb.) megfigyelés információ használata. A megfigyelési adatok kisebb-nagyobb hibával terheltek, ezért a hibaforrások megbízható kezelésére is szükség van. A numerikus modellek szabályos háromdimenziós rácshálózat pontjaiban állítják elő az előrejelzéseket, míg a megfigyelési információk térben szabálytalanul helyezkednek el. A két hálózat között interpolációra van szükség, mely szintén hibaforrás lehet. A numerikus előrejelzés a kezdeti állapotból modellintegrálással készül el. A modell eredményekből utófeldolgozási módszerekkel tudunk a nagyközönség által igényelt produktumokat, szolgáltatásokat előállítani.
A fenti probléma kezelésére három évtizeddel ezelőtt fejlesztették ki az együttes, avagy idegen szóval ensemble előrejelzési technikát, amely révén valószínűségi előrejelzést kaphatunk. Az eljárás figyelembe veszi a megfigyelési adatokban, az alkalmazott numerikus módszerekben és a fizikai parametrizációkban lévő bizonytalanságokat. Az ensemble előrejelzések készítése során a modell analízise során kapott kezdeti állapottól kis mértékben eltérő, perturbált kezdeti állapotokat állítunk elő. Az így kapott kezdeti feltételek mindegyikéből készítünk egy-egy számszerű előrejelzést, miközben az egyenletek egyes paramétereire is perturbációkat vezetünk be a megoldásuk során. Így nem egyetlen előrejelzésünk lesz, hanem előrejelzések együttesével rendelkezünk. Ezt az előrejelzés-együttest felhasználva lehetőség nyílik arra, hogy minden előrejelzett időjárási esemény mellé valószínűségi értékeket társítsunk, és így következtetni tudjunk az előrejelzés bizonytalanságára. A valószínűségi előrejelzésekből számított ensemble átlagot, szórást és terjedelmet együttesen célszerű vizsgálnunk. Az ensemble előrejelzések jól használhatók a szélsőséges időjárási események prognosztizálása során is.
Kapcsolódó oldalak:
Az első ensemble előrejelzés
