Tak powstaje prognoza pogody. Praktycznie nikt o tym nie wiedział!

• Modele numeryczne analizują dane atmosferyczne i obliczają przyszłe zmiany pogody, wykorzystując równania różniczkowe.
• Dzielą się na modele globalne i lokalne, różniące się zasięgiem i rozdzielczością.
• Dane wejściowe pochodzą m.in. z radarów, satelitów i stacji meteorologicznych, wyniki obejmują prognozy temperatury, opadów, wiatru itp.
• W meteorologii rośnie rola sztucznej inteligencji, która przyspiesza obliczenia i może zwiększyć precyzję prognoz.

Tak powstaje prognoza pogody. To nie widzimisię redaktorów

W ostatnich dniach nad Polską przemieszczał się niż genueński, który przyniósł intensywne opady deszczu. W wielu regionach doszło do lokalnych podtopień i strat w uprawach. Tego typu anomalie pogodowe coraz częściej przestają być wyjątkiem, a stają się normą, co zwiększa zapotrzebowanie na precyzyjne prognozy meteorologiczne.

Nowoczesne metody

Do przewidywania pogody wykorzystywane są tzw. modele numeryczne, zaawansowane programy komputerowe, które analizują aktualny stan atmosfery i na jego podstawie przewidują jej przyszłe zmiany. Działają one, rozwiązując skomplikowane równania różniczkowe, co umożliwia prognozowanie pogody nawet w skali całego globu. Ich jakość i dokładność stale się poprawia.

Jak tłumaczy Piotr Szuster, członek zarządu Skywarn Polska oraz starszy specjalista Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju IMGW-PIB, modeli numerycznych jest wiele, a ich warianty umożliwiają różnorodne podejścia do opisu zjawisk atmosferycznych. - Można stosować również siatki obliczeniowe o różnych rozdzielczościach, zawierające węzły, na podstawie których można poznać wyniki pogodowe i odpowiednio je interpretować - zaznacza ekspert.

Różne skale badań pogodowych i analiz

Modele te dzielą się na globalne i lokalne. Te pierwsze obejmują całą planetę, posługując się siatkami o rozdzielczości liczonych w stopniach geograficznych. Modele lokalne, tzw. mezoskalowe, działają w mniejszej skali, oferując większą precyzję dzięki gęstszej siatce obliczeniowej (czasem nawet rzędu setek metrów), co pozwala dokładniej odwzorować np. sumy opadów.

Sprawdzone narzędzie

Za najskuteczniejszy model globalny uznaje się ECMWF, czyli Europejski Model Średnioterminowy. - To on wykorzystywany jest zazwyczaj do prognozowania pogody na okres do 10 dni, a jego wyniki są regularnie aktualizowane - podkreśla Szuster. Wysoką jakość wykazuje również model ICON, który dzięki zastosowaniu równań dynamicznych lepiej odwzorowuje zmiany pogody nad mniejszymi obszarami, m.in. Europą Środkową. - To są modele, które obecnie uważane są za najbardziej optymalne modele globalne w prognozowaniu pogody nad Europą - dodaje.

Pozyskane dane pogodowe to podstawa

Dane używane w modelach numerycznych dzielą się na źródłowe i wynikowe. Pierwsze z nich stanowią punkt wyjścia dla działania modelu – pochodzą z pomiarów realizowanych przez stacje meteorologiczne, obserwacje aerologiczne, satelity czy radary. Te ostatnie pozwalają na bardzo dokładne zobrazowanie aktualnego stanu atmosfery, np. zawartości pary wodnej, intensywności opadów czy ich zasięgu.

Dane wynikowe to już rezultaty działania modeli - prognozy opadów, temperatury, wiatru, nasłonecznienia czy wilgotności. Czasami różne modele mogą wskazywać odmienne warianty rozwoju sytuacji pogodowej. W takich przypadkach stosowane są tzw. prognozy wiązkowe, prezentujące kilka możliwych scenariuszy, co pozwala na statystyczne wytypowanie najbardziej prawdopodobnego.

Rozwój technologiczny działa na korzyść człowieka

Rozwój technologii otwiera również nowe możliwości w prognozowaniu. Coraz częściej w meteorologii sięga się po sztuczną inteligencję. - Dzięki modelowi numerycznej prognozy pogody, który jest oparty o metodę uczenia maszynowego można dużo szybciej dostać wyniki do interpretacji, a później zweryfikować je z klasycznym podejściem - wyjaśnia Piotr Szuster.