2019. december 12. csütörtök
Hírek a meteorológia világából

OMSZ: 2012. április 19. 12:47

ECMWF a legjobb beválású modell

Az időjárás előrejelzés ma a numerikus előrejelzésektől, a légkört leíró egyenletek numerikus megoldásától függ. A technológia fejlődésével az előrejelzések az utóbbi évtizedekben jelentősen javultak. A számítógépek gyorsabbak lettek, jobb modellek és rengeteg egyéb adat (elsősorban műholdadat) vált elérhetővé. A modelleket előállító szervezetek között nagy a verseny. A legjobbak között ugyanúgy megtalálható európai szervezet, mint amerikai vagy ázsiai.
Több független kutatás szerint, jelenleg
az európai ECMWF modell a legjobb.

letöltés [pdf: 218 KB]

Egy amerikai meteorológus, dr. Cliff Mass vizsgálta meg, és hasonlította össze ezen vezető időjárási modellek beválását. Kutatásának eredményeit az alábbi összefoglaló tartalmazza.

Az egyértelmű favorit az Országos Meteorológiai Szolgálat által is használt Középtávú Időjárás Előrejelzések Európai Központjának modellje (ECMWF). A gazdaságilag vezető szerepet betöltő Amerikai Egyesült Államok modellje pedig csak a harmadik-negyedik legpontosabb. Az ensemble és a nagy felbontású előrejelzések terén szintén lemaradásban vannak. Évtizedekkel ezelőtt még az USA töltötte be a vezető szerepet, azonban az évek során Európa sikeresebb lett. Ennek ellenére máig az Egyesült Államoknak van a legnagyobb időjárást kutató közössége.

Az Egyesült Államokban a nemzeti meteorológiai szolgálat, a National Weather Service (NWS) Környezeti Modellező Központja (EMC) felelős a globális (NCEP-GFS) és a regionális (pl. NAM) modellek futtatásáért. Az amerikai modell mellett a kísérletben részt vett az európai országok által közösen létrehozott ECMWF, amely egy nagy pontosságú globális modellt futtat, s számos országban regionális modellel is rendelkezik. Az Egyesült Királyság meteorológiai szolgálata, a Met Office (UKMO) önállóan is futtat globális és regionális modellt is, akárcsak Kanada (CMC). Fontos megemlíteni továbbá a Japán Meteorológiai Ügynökséget (JMA), az Amerikai Haditengerészetet (FNMOC), az Ausztrál központot, illetve Pekinget. A felsoroltak mindegyike globálisan gyűjt adatokat és globális numerikus előrejelzést készít.

A modellek folyamatos kiértékelését természetesen a legtöbb központ is elvégzi. Az ECMWF által készített elemzésen (1. ábra) több modell esetében figyelhető meg a tengerszintre átszámított légnyomás korrelációja, az északi földgömbre vonatkozóan. Minél magasabb a korreláció, annál jobb a modell. Az ECMWF modellt pirossal, az amerikait (NCEP) világos zölddel jelölték. Az ábra szerint 2012. március 23-tól április 12-ig, a 42 modell futtatás közül, 41 alkalommal az ECMWF modell 72 órás előrejelzése jobb eredményt adott, mint az interneten szabadon hozzáférhető, és a hazai magántársaságok által használt amerikai modell. A két modell között a különbség, több napon át igen jelentős volt az ECMWF modell javára.

 1. ábra

1. ábra
A különböző modellek előrejelzésének pontossága a tengerszintre átszámított légnyomásra vonatkozóan az északi féltekén


Kijelenthető, hogy az előrejelzések folyamatosan javulnak. Azonban a vizsgálat során észre lehet majd venni (2. ábra), hogy a legpontosabb egyértelműen az európai ECMWF (piros). A második helyen az UKMO áll (zöld), míg az amerikai GFS (fekete) csak a harmadik a kanadaival (kék) nagyjából megegyező pontosságával.

2. ábra

2. ábra
A különböző modellek előrejelzésének pontossága az 500 hPa-os szinten 1996. és 2012. között

A kanadai központ is végzett összehasonlítást. A különböző globális modellek 120 órás előrejelzésének hibáját vizsgálták szintén 500 hPa-on 2009. és 2012. között Észak-Amerikában (3. ábra). A sorrend az előzőhöz hasonlóan alakult. A legkisebb hiba (RMSE: négyzetes hiba) az ecmwf (zöld) előrejelzésében volt, míg a sort az ukmo (sárga) és a ncep (kék) folytatta.

3. ábra

3. ábra
A globális modellek 120 órás előrejelzésének hibája 500 hPa-on 2009. és 2012. között Észak-Amerikában

A rövidtávú hibákat is érdemes megvizsgálni. A következő összehasonlítás 24, 48 és 72 órás előrejelzéseket vesz alapul Észak-Amerika nyugati partján tengerszinti légnyomáson. A magasabb nyomás nagyobb hibát eredményez. De a legkisebb különbséggel még mindig az ECMWF (piros) dolgozik (4. ábra).

 4. ábra

4. ábra
A globális modellek 24, 48 és 72 órás előrejelzésének hibája tengerszinti légnyomáson

 

A példákat még lehetne sorolni, de az eredmény akkor is hasonló lenne. Jelenleg a legjobb modell az európai ECMWF, amelyet a brit UKMET követ, a harmadik helyen pedig az amerikai GFS és a kanadai CMC osztozik. Az ECMWF előnye nem csak a rövid távú előrejelzésben mutatkozik meg: 8 napos előrejelzése az amerikai 7 napos pontosságával bír, nagyjából 5-7 évvel előzi meg fejlettségét tekintve.

A vezető szerepet mi sem bizonyítja jobban, mint az, hogy az Egyesült Államokban is az ECMWF modelljére támaszkodnak leginkább. Az ország nyugati részét sújtó januári hóviharokat elsőként az európai modell jelezte.

A meteorológusok mellett sok amerikai cég is használja az ECMWF előrejelzéseit. Azonban a vállalatok nagy része nem engedheti meg magának a nagyobb kiadásokat, ezért a kisebb költségű GFS-t választják. Emellett szükségük van a finomabb felbontású regionális modellek adataira is, amelyet az NWS fejleszt.

Dr. Cliff Mass összegyűjtött néhány lehetséges indokot arra vonatkozóan, hogy hogyan lehetséges az, hogy a világ vezető állama ebben az ágazatban csak a harmadik legsikeresebb. Úgy véli, ennek egyik oka a számítógépes lehetőségek kihasználatlansága lehet. Megjegyzi, hogy emellett az Egyesült Államok gyengébb adatasszimilációs módszert használ, míg az Európában használt fejlettebb 4DVAR már húsz éve bevezetésre került. Nehezményezi, hogy az NWS elszigetelten dolgozik, a különböző kutatóközpontok adatait nem használják fel a fejlesztéseknél. Az intézményi rendszer megosztott. Az időjárással kapcsolatos kutatást nem az NWS, hanem a NOAA végzi, illetve a fő problémának a vezetés hiányát tartja.

A most bemutatott eredmények azonban nem jelentenek újdonságot, az NCEP (National Centers for Environmental Prediction) 2009-ben egy felmérése során hasonló következtetésre jutott, melynek összefoglalója az oldalról is letölthető.

Forrás: www.wjla.com

Meteorológiai hírek