Home Materiale Educaționale Noțiuni generale Modele numerice de prognoză

Modele numerice de prognoză

Prognoza meteo este descifrarea datelor arătate de modelele meteorologice. Pentru cei care nu se pricep la aceste modele, datele apar „în chineză”. Însă doar cu puțină exersare și câteva noțiuni de bază pot fi înțelese, măcar în mare parte. Pentru cei „leneși” și neinteresați sunt suficiente și prognozele meteo văzute în TV, sau care apar în ziare/internet. Aceste prognoze sunt bune, dar simple și doar pe regiuni.
Marile modele meteorologice au o rezoluție foarte bună, de doar câțiva km, sau chiar chiar și mai putin. Nu arătă doar temperaturile și precipitațiile, ci arătă mult mai mulți parametri sau arata ți parametri mai puțin cunoscuți. Acest lucru este important mai ales vara, când avem evenimente convective mult mai complexe și mult mai greu de prognozat. De exemplu o ploaie, sau o ninsoare mai simplă este mult mai ușor de prognozat, decât o furtună.
Însă trebuie menționat faptul că, oricât de performante sunt aceste modele meteorologice, în unele cazuri tot dau greș. Din acest motiv, niciodată nu folosim doar un model! Momentan sunt 2 supermodele globale și mai multe modele regionale (locale). Cel mai mare este GFS (Global Forecast System), care este un model american. Echivalentul său european este ECMWF (European Centre for Medium Weather Forecasts). Aceste modele globale sunt rulate pe supercomputere, cu o capacitate imensă de calculare. În program sunt introduși parametrii actuali (starea vremii în momentul actual) și alte date importante. După calcule complexe, din sistem ies date (prognoze) pe regiunile respective. Fiind globale, emit prognoze pe fiecare locație de pe pământ, deci ne putem închipui cu ce volum imens de date lucrează acest sistem. GFS emite prognoze de 4 ori pe zi (ora 0, 6, 12 și 18 UTC), pe 2 intervale de timp: una mai scurtă, de câteva zile, iar una pe perioadă mai lungă, de 1-2 săptămăni.
Trebuie neapărut știut că precizia prognezelor meteo scade mult cu timpul. În general, se poate spune, că modelele actuale sunt relativ precise pe un interval de 72 ore, după care precizia scade drastic. În unele cazuri, însă nici cu o zi înainte nu sunt prea exacte. În acest caz, folosim prognozele de tip „nowcasting”, adică prognozele în timp real, unde deja contează și experința anterioară a meteorologului. Deci oricât de bune sunt supercomputerele de prognoze, în unele cazuri, tot omul este cel care încearcă să descifreze situația. Cazurile clasice de nowcasting, sunt furtunile monocelulare și locale. Sistemele de fronturi și furtunile legate de ele sunt mult mai ușor de prognostizat, decât aceste furtuni locale. Aceste furtuni clasice de vară, de fapt pot apărea oriunde, unde există labilitate și umiditate. Însă modelele globale sunt programate realativ uniform, care în general nu iau în calcule factorii locali specifici. Bineînțeles, aceste modele sunt deja foarte sofisticate și complexe, dar uneori tot dau greș. În aceste cazuri intră în cadru experiența meteorologilor locali, care fac corecțiile necesare.

Descifrarea modelelor numerice
În ceea ce urmează, ne ocupăm cu descifrarea modelelor, folosite în general în prognoza furtunilor. În aceste prognoze, avem nevoie de următorii parametrii importanți: temperatură, precipitații, factorii de instabilitate (CAPE, Lifted Index, Thompson Index).

GFS
Prognozele emise de GFS, sunt folosite de mai multe centre europene de prognoze meteo:

1. Wetterzentrale – este un site meteo german, foarte cunoscut și folosit de meteorologi. Pe noi ne interesează hărțile de prognoze. Aici avem sus 3 bare. Noi folosim bara din mijloc, unde scrie Niederschlag (precipitații), Min/Max Temperaturen (temperaturi minime și maxime) și CAPE + Lifted Index.

a.) Facem click pe Niederschlag și apare o fereastră nouă cu prognozele de precipitații pe Europa. Stânga sus scrie init, adică data și ora emiterii prognozei. Dreapta sus scrie valid, adică data și ora valabilității prognozei. Prima dată de valabilitate este data emiteri, plus 6 ore. Puțin mai sus vedem o bară cu intervale de timp (intervale de 6 ore). Dacă dorim să mergem în față pas cu pas, dăm click pe +6. Dacă vrem să mergem înapoi, dăm click pe -6. Dacă dorim un salt în timp, atunci selectăm intervalul de timp dorit, cu salturi de 6 ore (24 = 1 zi, 48 = 2 zile, 72 = zile, etc.). Pe hartă întotdeauna scrie (dreapta sus) intervalul de timp, pe când e valabilă prognoza. Harta are un fundal alb pe care apar pete cu nuanțe albastre (de la albastru-verzui, spre violet). Aceste nuanțe reprezintă cantitățile de precipitații. În dreapta vedem o legendă, care ne arată ce culoarea corespunde unei cantităti de apă (în milimetru, adică în litru pe metru pătrat). Cu cât sunt petele mai închise la culoare, cu atât reprezintă precipitații mai abundente. Bineînțeles, unde nu arată nimic (ramâne alb), acolo nu sunt așteptate precipitații. Linile roșu intermitente reprezintă zonele cu posibile precipitații convective. Deci unde nu apar aceste linii roșii, acolo sunt așteptate doar ploi.

b.) Facem click pe Min/Max Temperaturen și apare o fereastră, unde găsim prognozele de temperaturi din centrul Europei. Citirea datelor se face exact în modul prezentat mai sus (la precipitații). Rezoluția hărții este de 100 km, adică cifrele de temperatură (T) sunt valabile într-o zonă de aprox. 100 km. Trebuie menționat că valorile de temperatură sunt măsurate la o înălțime de 2 metri (T 2m) și de multe ori sunt puțin subestimate, adică valorile reale vor fi putin mai mari, decât cele prognozate.

c.) Facem click pe CAPE-Lifted Index și vedem o hartă cu prognozele de CAPE și LI pe t0ată Europa. Legenda din dreapta paginii ne ajută din nou. Fundalul albastru reprezintă mase de aer stabile, adică zone fără instabilitate. Liniile subțiri, de culoare gri, reprezintă valorile Lifted Index (LI). Pe linii găsim și valorile asociate zonelor (cifre de la +10, până la -10). În general, unde avem o zonă cu instabilitate mai mare, acolo avem o zonă cu LI mai mică. Când LI ajunge sub 0, deja avem linii albe intermitente. În majoriatea cazurilor, valorile de LI negative apar peste zonele cu instabilitate mai mare, adică de la verde, spre galben, sau spre roșu cărămiziu). Unde labilitatea (CAPE) este peste 1000 J/kg, iar LI este sub -2, acolo deja sunt condiții optime pt. formarea furtunilor.
Însă este FOARTE IMPORTANT faptul că zonele optime de CAPE și LI, trebuie să acopere zonele cu precipiții, altfel nu prea se formează furtuni, nici dacă avem un CAPE de 2000 J/kg și LI de -6.

2. Meteociel – este site-ul meteo francez. Noi vom folosi diagrama GFS ensemble. Acest tip de diagramă se mai numește și diagramă „făclie”. Avem o hartă a Europei, care are numeroase puncte de grilă. Adică cautăm pe hartă și dăm click pe locul la care vrem prognoza. Grila are o rezoluție de aprox. 0,1 grade (lateral și longitudinal). După ce am dat click pe zona dorită (trebuie știută locația, fără hartă), apare o fereastră nouă cu prognoza pe punctul de grilă respectivă. Interpretarea diagramei:
– Stânga jos apar coordinatele exacte, deci putem verifica dacă suntem pe zona în care dorim.
– La dreapta găsim ora și data emiterii diagramei.
– Jos, în mijlocul zonei galbene găsim 6 valori, pe care putem să vedem pe diagramă. Pe noi ne interesează doar 2 dintre ele: ThetaE 850 CAPE și Temp 2m.

a.) Prima dată dăm click pe Temp 2m. Pe diagramă apar 2 zone, separate de o linie neagră, care reprezintă valoarea temperaturii de referință, adică zero grade Celsius. În stânga (pe ordonată) avem valorile de temperatură, de la -40 grade C (jos), până la +40 grade C (sus). Iar jos (pe abscisă) avem trecute zilele. Sus avem o serie de linii, care cu trecerea timpului sunt din ce în ce mai separate. Pe fiecare diagramă avem 22 de linii separate, în 3 categorii. Avem 20 de linii care sunt reprezentate de culori diferite. Aceste linii se numesc perturbații și fiecare linie în parte reprezintă o prognoză individuală. Fiecare perturbație pornește din același bază de date. Adică datele de intrare sunt identice. Însă fiecare perturbație urmărește o anumită cale în desfășurarea vremii. Unul calculează cu un ciclon, altul cu anticiclon, altul cu un front, iar altul cu altceva. Fiecare prognoză în parte este reprezentată de o linie colorată. Aceste 20 de linii sunt prezentate pe diagramă. Se vede clar, că în primele zile, desfășurarea vremii este aproape același la fiecare perturbație. Însă cu trecerea timpului, încep să apar diferențele. Diagrama capătă un aspect deshis, de „făclie”. Linia roșie de pe diagramă reprezintă media celor 20 de perturbații. Linia albastră este prognoza de control, iar cea neagră este prognoza de bază GFS. Dacă vremea este stabilă, atunci perturbațiile sunt foarte apropiate și par o linie groasă. Acest caz este de ex. când este așteptat un anticiclon foarte masiv, cu vreme frumoasă și lipsită de precipitații. Însă când vremea devine schimbătoare, sau instabilă, atunci perturbațiile devin foarte haotice, unul arătând vreme frumoasă și uscată, celălat arătând vreme rece și ploioasă. În unele cazuri mai rare, oscilația perturbațiilor este foarte mare, de chiar 20-25 grade. Însă acestre extreme pozitive sau negative au o probabilitate foarte scăzută, din acest motiv folosim linia roșie, care dă media perturbațiilor și care prognozează vremea cu probabilitatea cea mai mare. În aceste cazuri, pe diagrama trebuie urmărite doar tendințele, adică posibilitățile în ce direcție se va schimba vremea. Și în acest caz (ca la majoritatea modelelor), prognozele sunt relativ sigure și stabile, pe doar 48-72 ore, după care vedem doar posibilități și tendințe. Asta e partea cu temperatură. Jos, deasupra abscisei vedem prognozele precipitațiilor, care funcționează exact ca la temperatură. Valorile estimate se pot citi de pe partea dreaptă (exprimat în mm), de la 0, pănă la 75. Dacă toate linile sunt pe 0, înseamnă că nu sunt deloc șanse la ploaie (de ex. când e anticiclon).

b.) Dăm click pe ThetaE 850 CAPE. Apar 2 diagrame. Pe noi ne interesează doar partea de jos, adică valorile de instabilitate (CAPE). Interpretarea se face exact ca mai sus. Valorile le citim de pe partea dreaptă (de la 0, pănă la 3000 J/kg). Dacă și în acest caz, valorile CAPE ridicate sunt suprapuse peste valori mari de precipitații, avem șanse bune la furtuni.
Și această diagramă se emite de 4 ori pe zi (ora 0, 6, 12 și 18 UTC).

3. Model UM (Meteo PL) – este un site de meteo polonez. Aici noi vom folosi modelul de prognoză UM. Accesul la model se face în felul următor: dăm click pe link, apoi dăm click pe bara portocalie (Model UM), după care cautăm și dăm click pe textul Mapy Szczegolowe (deasupra hărții). În sfârșit apare o grilă albă. În stânga selectăm „opad” (precipitații). În același rând găsim o linie de timp, adică 8 linkuri pe zi, din 3 în 3 ore. Ori selectăm ora dorită, ori pornim de la primă ora posibilă și mergem înainte pas cu pas.
După clickul pe ora dorită, apare o fereastră nouă. Apre o hartă a Europei Centrale, pe care în mare parte se vede și România. Doar sudul extrem (Dunărea) ne apare pe hartă. La dreapta avem legenda: culoarea albastra reprezintă ninsorile, culoarea roz reprezintă precipitațiile mixte, iar culoarea verde reprezintă ploile și aversele de ploaie. Sus avem 2 linii. În prima linie (cea de sus) avem data și ora pt. când este valabil prognoza. Și avem semnele <<, < și >, >>. Cu semnul > mergem cu 3 ore în față, iar cu semnul < mergem 3 ore în spate. Pt. saltul în față. sau în spate, mai putem folosi și bara de desubt (cu un rând mai jos).
Modelul UM momentan face prognoze pe o durată de „doar” 60 ore. Chiar din acest motiv se poate considera un model foarte bun (dacă nu cel mai bun) în prognoza precipitațiilor! Eu folosesc doar în prognoza precipitațiilor, însă se mai poate folosi și în determinarea de cantitate a norilor, sau în prognozele de temperatură, presiune și vânt. Iar pe lângă limba poloneză, se mai poate alege și limba engleză.

– Pe lângă aceste modele, mai folosim foarte multe modele. În continuare vă prezint doar linkuri și o descriere scurtă. Majoritatea modelelor functionează la fel, deca dacă ne descurcăm cu cele enumerate mai sus, atunci nu vom întâmpina probleme nici cu următoarele:

4. GFS Central Europe – dăm click pe această pagină și aici selectăm TStorm composite. Harta arată labilitatea, adică CAPE (prin culori) și vectorii de vânt (linii și săgeți).

5. Meteograma FreeMeteo – este o meteogramă, care reprezintă o prognoză meteo în formă grafică. Linkul este valabil pe Oradea, dar în stânga sus se poate modifica țara și localitatea. Dreapta sus se poate seta limba dorită. Meteograma e ușor de interpretat. Din sus în jos arată: precipitațiile și norii, temperatura, umiditatea, direcția și puterea vântului și presiunea atmosferică. Această meteogramă pare unul foarte bun, însă din experință pot sa vă spun, că nu prea prinde precipitațiile și evenimentele convective. Deci e bine dacă îl folosim doar împreună cu celelalte modele meteorologice.

6. EuroWeather – este tot un fel de meteogramă, pe care o găsiți aici. Tot este setat pe Oradea, dar și aici se poate modifica țara și localitatea (Other countries – Romania – orașul dorit). În stângă sunt datele relativ actuale, iar în mijloc e meteograma, în forma verticală. Nici această meteogramă nu este prea bun în prognoza furtunilor, dar în rest se poate folosi.
7. Weather 2 Umbrella – este o colecție de meteograme. Click aici! Este cel mai bun dintre meteograme, nu numai că cuprinde mai multe meteograme, provenite din 4 modele diferite: GFS, MMM (WRF), ETA și ETA2. Are inclus multe orașe din România, are o grafică bună și este ușor de utilizat. Inițial meteograma este setat pe GFS și arată prognoze pt. Oradea. În dreapta sus, putem selecta ce model folosim. De multe ori cele 4 modele dau prognoze diferite, care nu e un lucru neobișnuit la modele. Ca la aproape toate modelele meteorologice și aici citim tendințe și probabilități. Cu cât cele 4 modele sunt mai apropiate, cu atât evenimentele meteo se par și mai sigure. Experința personală arată, că GFS arată mult mai puține precipitații, decăt celelalte 3. În rest, eu consider foarte bun acest ansamblu de meteograme.

8. IL Meteo (ETA) -este un site meteorologic italian. Modelul ETA folosim în prognoza precipitațiilor (dar se poate folosi și la multe altele). E ușor de folosit: sus avem o bară de culoare verde deschis, unde putem selecta intervalul de oră dorită. Iar cu ajutorul legendei din jos, citim zonele unde sunt așteptate precipitații… Nu întotdeauna dă prognoze corecte, din acest motiv e indicat să folosim împreună cu alte modele.

9. MeteoCenter (WRF) – este un site care face prognoze din modelul WRF. Este un model complex, cu mai multe posibilități. Pt. furtuni, folosim Precip și Storm. Regiunea selectată este tot Europa, dar dacă dorim putem să selectăm și anumite subzone. Teritoriul României se află în regiunea est (E) și sudest (SE). La Precip în general ne interesează Convective Precipitation și Radar Reflectivity. Iar la Storm ne uităm la CAPE, CIN și Storm Helicity. Citirea hărților se face în modul arătat și mai sus.

10. Weather Online – este un site foarte complex, care folosește mai multe modele și are foarte multe parametri. Nu e greu de folosit, dar totuși necesită ceva experiență în domeniul modelelor. Ca un punct de pornire, dau harta de precipitații (GFS), de unde se poate porni. Deasupra hărții (în stânga) se poate selecta regiunea unde dorim prognoza (inițial e setat pe Europa Est-Centrală). În mijloc alegem parametrii doriți (inițial e setat la precipitații). Iar dreapta sus putem schimba modelele meteorologice (care inițial e setat pe GFS). Restul merge în modul deja bine cunoscut…
ECM

11. YR.NO – este un model norvegian, care folosește modelul global ECM.

LEAVE YOUR COMMENT

Your email address will not be published. Required fields are marked *


*