omsz
>>
    OMSZ      IDŐJÁRÁS      ÉGHAJLAT      LEVEGŐKÖRNYEZET      ISMERET-TÁR   
Kutatás és fejlesztés |  Numerikus prognosztika |  Levegőkörnyezet-elemzés 
Felbontás: KicsiFelbontás: NormálFelbontás: KözepesFelbontás: NagyobbFelbontás: Nagy Copyright © 

A középtávú előrejelzések (2-10 napos) megalapozása az ECMWF modell produktumainak felhasználásával


1994. július 1-én Magyarország a kelet-közép európai országok közül - társult tagként - elsőként csatlakozott a nagy-britanniai, readingi székhelyű Európai Középtávú Előrejelző Központhoz (European Centre for Medium Range Weather Forecasts, ECMWF). Az ECMWF 1975-ben 18 európai ország összefogásaként jött létre. Az előrejelző központ alapvető célja jó minőségű, középtávú (2-10 napos időtartamú) numerikus előrejelzések készítése. Az ECMWF naponta operatívan futtat az egész Földet lefedő 10 napos érvényességű determinsztikus és valószínűségi időjárás előrejelzési modelleket. Az ECMWF-ről, tevékenységi köréről az ECMWF honlapjain kaphatunk tájékoztatást. Társult tagságunk révén a központ előrejelzési produktumaihoz teljes mértékben hozzájutunk, az OMSZ középtávú előrejelzései alapvetően az ECMWF produktumaira épülnek.

2001. november 24. 00 UTC-re érvényes 84 órás előrejelzés
2001. november 24. 00 UTC-re érvényes 84 órás előrejelzés


Az ECMWF operatív numerikus modelljei


Determinisztikus modell

Az ECMWF readingi központjában, naponta kétszer a 00 és 12 UTC-s kezdeti meteorológiai mezőkből kiindulva 10 napos modell determinisztikus előrejelzéseket futtatnak. A determinisztikus modell a hidro-termodinamikai egyenletrendszert a spektrális módszerrel oldja meg, szférikus harmonikusok alkalmazásával. A modell számos fizikai kölcsönhatást vesz figyelembe, így például az óceán - légkör, a talajnedvesség és a légkör, valamint a hótakaró és a légkör közötti kölcsönhatást. A determinisztikus modell a felszín és a 0.1 hPa nyomási felület között 59 réteget tartalmaz. A modell horizontális térbeli felbontása 40 km. 2005-ben a modell függőleges felbontása 91 rétegre, míg a horizontális felbontása 25 km-re fog növekedni.


Ensemble előrejelzések

A légkör kaotikus viselkedése és a kiindulási megfigyelési adatok hiányos volta, valamint a numerikus modell hibái miatt, az előrejelzési időtartam növekedésével a megfigyelési hibák jelentős mértékben növekednek.

A fenti hatások figyelembevételével készülnek az un. ensemble, vagy valószínűségi előrejelzések. Az ensemble előrejelzési technika alkalmazása során, az aktuális légköri helyzettől függően, az érzékeny földrajzi területek felett a légkörben a kiindulási állapotra kisebb mértékű zavarokat helyeznek, s így egymástól kisebb nagyobb mértékben különböző kezdeti állapotból indítják a modellt. Ily módon egymástól kissé eltérő kezdeti állapotból néhány nap múlva már egymástól jelentősebb mértékben eltérő előrejelzett állapot alakulhat ki.

A 10 napos érvényességű valószínűségi előrejelzések megvalósítását 1992 végén, az un. ensemble előrejelzések megindulása tette lehetővé. Napjainkban - naponta kétszer 00 és 12 UTC-kor - az ensemble előrejelzés során 51 különböző kezdeti állapotból indul a modell. Az ensemble előrejelzési modell felépítése a determinisztikus modellével megegyezik, csupán a jelentős számítógép idő csökkentése céljából a térbeli felbontása gyengébb. Az ensemble modell térbeli felbontása jelenleg 80 km. 2005-ben a modell horizontális felbontása 50 km-re fog növekedni.

10 napos ensemble fáklya és meteogram előrejelzés10 napos ensemble fáklya és meteogram előrejelzés
2005. június 20. 00 UTC-kor készített 10 napos érvényességű ensemble fáklya és meteogram előrejelzés


Havi és évszakos előrejelzések

Az utóbbi évek tudományos eredményei lehetővé tették a tengerfelszín hőmérsékleti rendellenességek - anomáliák - légkörre gyakorolt hatásának vizsgálatát is. A légkör alsó határfeltételei, mint a tengerfelszín hőmérséklet, talajnedvesség és hótakaró hosszabb időre erősen befolyásolja a légkör állapotát. Az általános légkörzésre jelentős hatása van az un. El Nino jelenségnek. A kapcsolt légkör-óceán modellek alkalmazásával lehetővé válik az előrejelzési időtartam kiterjesztése.

Az előrejelezhetőség javulása két tényezőnek köszönhető:

a helyszíni, megfigyelési technika fejlődése a Csendes óceán egyenlítői területein, amely révén a felső 500 m vastag réteg hőmérsékleti viszonyait ismerhetjük meg. A műholdak mérései szintén sok információt adnak a szél, hőmérséklet és nedvesség eloszlásáról,

az óceán és a légkör közötti kölcsönhatásokat leíró numerikus modellek szintén sokat fejlődtek az utóbbi időkben, s térbeli felbontásuk is sokat javult.

2005. február 15. és 2005. március 13. közötti
időszakra érvényes heti bontású hőmérsékleti anomália előrejelzés
2005. február 15. és 2005. március 13. közötti időszakra érvényes heti bontású hőmérsékleti anomália előrejelzés


Az ECMWF a kísérleti évszakos előrejelzési programot 1995-ben indította el. Az első operatív szezonális előrejelzés 1998. júniusban készült el. Az évszakos előrejelzési modell 40 tagú ensemble előrejelzésből áll, térbeli felbontása 125 km. Napjainkban hetente készül havi előrejelzés, s havonta évszakos előrejelzés.

Az 2005. január 1-i évszakos előrejelzésből készített budapesti EPS meteogram a 2005. január - május időszakra


Az ECMWF 1999-2008 közötti stratégiai fejlesztési tervében kiemelt szerepet kapott az extrém, illetve veszélyes időjárási események középtávú előrejelzésének fejlesztése. Mivel a veszélyes meteorológiai helyzetek kialakulásának előrejelzése kiemelten fontos feladata az OMSZ-nak is, ezért e témakörben az utóbbi években széleskörű vizsgálatok folytak. A 2m-es hőmérséklet, 10m-es szélsebesség, a 24 órás csapadék összeg előrejelzés magyarországi beválását vizsgáltuk az un. extreme forecast index (EFI) alkalmazásával.


2005. feburár 10. 12 UTC-re érvényes hőmérsékleti EFI előrejelzés térképe
2005. feburár 10. 12 UTC-re érvényes hőmérsékleti EFI előrejelzés térképe


Az extreme forecast index statisztikai vizsgálata szerint a +72, +96, +120 órás ensemble előrejelzések beválása meglepően jó volt a 2000. nyári hőhullám idején. A vizsgálat során egyértelműen igazolódott, hogy a szélsőséges időjárási események ensemble modellre épülő középtávú előrejelzés megbízhatóbb, mint a determinisztikus.


Az ECMWF modellek használata az OMSZ-ban

Az Országos Meteorológiai Szolgálatnál 1995. óta használjuk az ECMWF modellelőrejelzéseket. Magyarország társult tagságából eredően széleskörűen használhatjuk az ECMWF-beli archivumot, valamint a kifejlesztett számítógépes softwareket. Résztveszünk az ECMWF továbbképzési programjában, s az utóbbi években lehetővé vált számunkra a readingi munkában való részvétel is. Az OMSZ információs honlapján a megjelenő középtávú előrejelzési információk az ECMWF modellekre épülve készülnek az OMSZ-ban. Számos szolgáltatásunk szintén az ECMWF előrejelzését használja fel. Az előrejelzéseink beválásáról a NMO verifikációs honlapja ad összefoglaló tájékoztatást.

Az osztályon a elmúlt években számos software-t adaptáltunk, illetve fejlesztettünk. Így az osztályunkon operatívan a következő előrejelzések készülnek:

Fáklya: Az 51 tagú ensemble előrejelzésből tetszőleges kiválasztott földrajzi pontra tetszőleges meteorológiai paraméterre készített minden ensemble előrejelzést tartalmazó időbeli grafikont ensemble fáklya előrejelzésnek nevezzük. A grafikon nevét a görbe alakjáról kapta. A grafikon az egyedi ensemble előrejelzések (lila vonalak) mellett tartalmazza a determinisztikus (sárga vonal), az un. kontroll (narancssárga vonal) valamint az ensemble átlag (barna vonal) előrejelzést is.
Meteogram: Az 51 tagú ensemble előrejelzésből tetszőleges kiválasztott földrajzi pontra a felhőzet, a 6 órás csapadék összeg, 10 méteres szélsebesség, 2 méteres hőmérséklet meteorológiai paraméterekre vonatkozó grafikus előrejelzést ensemble meteogramnak nevezzük. A grafikon tartalmazza a determinisztikus (kék vonal), az un kontroll (piros vonal) valamint az ensemble terjedelem (függőleges fekete vonal), alsó és felső quartilis (zöld doboz) és a medián (vízszintes fekete vonal) előrejelzést is.
Pontbeli vertikális metszet (pszeudo TEMP): A determinisztikus numerikus előrejelzési modell 60 vertikális un. modell szinten jelzi előre a légkör várható állapotát. A meteorológiai gyakorlatban általában kiválasztott izobárfelületeken készült térképeket használnak, azonban a légkör függőleges szerkezetének pontosabb leírására alkalmasabb a modellszinti előrejelzést használni. Az ábrán a hőmérséklet, nedvesség, valamint a szélirány és sebesség vertikális profilját láthatjuk.
Kárpát-medence középpontú clusterezés: Az 51 tagú ensemble előrejelzésből az előrejelzések bizonyos szempontok szerinti csoportosításával idegen szóval clusterezésével az időjárási helyzet bizonytalanságától függően átlagosan kettő - három, maximum hat un. cluster előrejelzést hozunk létre. A jelenlegi hazai operatív gyakorlatban az 500 hPa-os izobárfelület +120 órára előrejelzett áramlási mezeje alapján történik a clusterezés. Az egyes clusterekbe tartozó ensemble előrejelzések felhasználásával előállítjuk az un. cluster átlagot, valamint kiválasztjuk a cluster átlaghoz legközelebb elhelyezkedő ensemble tagot az ún. reprezentatív tagot.
Valószínűségi napfénytartam: Elsősorban az energia szolgáltatás, valamint a turizmus igényeinek kiszolgálására naponta készül hét napos érvényességű táblázatos és grafikus formátumú valószínűségi napfénytartam előrejelzés.
Valószínűségi globálsugárzás: Elsősorban az energia szolgáltatás, valamint a turizmus igényeinek kiszolgálására naponta készül hét napos érvényességű táblázatos és grafikus formátumú valószínűségi globálsugárzás előrejelzés.
Valószínűségi széllökés: Elsősorban a balatoni viharjelzés, valamint az energia szolgáltatás igényeinek kiszolgálására naponta készül hét napos érvényességű táblázatos és grafikus formátumú széllökés valószínűségi széllökés előrejelzés.
Szezonális: Az ECMWF évszakos előrejelzések alapján, minden hónap 15-én a hőmérsékletre s csapadékra vonatkozó táblázatos és grafikus évszakos előrejelzést készítünk Magyarország hat tájegységére.
A témakör iránt érdeklődők átfogó angol nyelvű tájékoztatást találnak az alábbi oldalon: http://www.ecmwf.int/products/forecasts/seasonal/documentation/index.html

Dokumentáció

Feladatok 
HAWK-2 
ALADIN modell 
   Adatasszimiláció 
   AROME 
   LAMEPS 
   Szélklimatológia 
Klímamodellezés 
   Bevezetés 
   Történet 
   Regionális modellkísérletek 
   Megfigyelési adatbázisok 
   Validáció 
   Projekciók 
   Szélsőségek 
   Tervek 
   További információk 
   Hivatkozások 
Verifikáció 
Utófeldolgozás