väderprognos så funkar det



Relevanta dokument
Data assimilering för numeriska väderprognoser

Nätkostnader ur ett internationellt perspektiv. Sweco för Villaägarna,

Hur blir en väderprognos till?

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Elkundernas fördelning per avtalstyp jan -03 jan %

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Modeller för små och stora beslut

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Elkundernas fördelning per avtalstyp

EUROPA PÅ KARTAN. Till läraren. Landområdeskartorna

Elkundernas fördelning per avtalstyp jan -03 jan -02

Konsumentprisets fördelning

Magnus Angermund Board Member FTTH Council Europe

Meteorologi - Grunder och introduktion - Meteorologiska modeller och prognoser

Gröna korridorer. IVA 15 november Björn Widell

SS-ISO Hållbar Upphandling - Vägledning. En översikt av standarden GreenS

Aktuellt från SUHF Karin Röding Statssekreterare. Utbildningsdepartementet

Sveriges internationella forskningssamarbeten hur bör de utvecklas? Hans Pohl

Svenska fysikersamfundet 1 oktober. Klimat- och väderprognoser i relation till gymnasiefysikens ämnesplan

Kalender(Svenska(Fäktförbundet(

Journal. KNX En Standard Ett Verktyg 300 Tillverkare tals Produkter

Vuxen- vaccinations- program. Malin Bengnér Smittskyddsläkare Region Jönköpings län


Termoventiler 4H_SE.indd H-SERIEN

SVENSK STANDARD SS-EN ISO /A1:2016

I/O 200C. Upp till åtta I/O-enheter kan kopplas ihop på en DIN-skena, men de kan även delas i två rader med hjälp av förlängningskablarna

Utträdesåldern från arbetslivet. ett internationellt perspektiv

FRAMTIDA SKATTER PÅ FÖRNYBARA DRIVMEDEL

Mobilitet inom Erasmus+ Erasmusansvarigmöte

Roller och styrningar. Flygtrafiktjänsten

Statsvetenskapliga institutionen

Delårsinformation HL Display-koncernen januari - juni 2012

Offentliga pengar till teknikutveckling (FoU, fouu)?

Allt som krävs för en ren, säker och effektiv fordonsverkstad

Republikens presidents förordning

Inköpsetik Affärsetik.

SAS- Destinationer och avreseorter Europa

ECAD Sverige, Gävle 18 september 2012

LEVERANTÖR AV DET GODA MÖTET INNEHÅLL

SMÅFÖRETAGEN. ÄR Större ÄN DU TROR I. utrikeshandeln

Nedisningsprognoser för vindkraft. Vintervind mars 2008 i Åsele

Argentina Denmark Italy Russia Slovakia Australia Netherlands Dormer Tools International Middle East, Far East Spain Brazil Austria Bolivia, Panama,

Svensk sjukvård genom europeiska glasögon några reformtips. Johan Hjertqvist VD, Health Consumer Powerhouse Global Utmaning den 27 oktober 2015

SVENSK STANDARD SS- EN ISO :2015/A1:2017

Drogvaneundersökning Social utveckling Ulla Kungur

Vädrets makter. Föreläsning 6 Djup konvektion, superceller och tromber Tropisk meteorologi och orkaner Väderprognoser

3 mg/3 ml Injektionsvätska, lösning. Kytril 2 mg - Filmtabletten 2 mg. 1 mg Injektionsvätska, lösning. 3 mg Injektionsvätska, lösning

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER

Exportsuccé, innovativ och hållbar 10 fakta om MÖBELNATIONEN SVERIGE

Erasmus+ Regelverk Jari Rusanen

Vad handlar eurokrisen om?

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 7291:2010/A1:2015

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA. Vecka

Avtalet gäller alla WTC-medlemsföretag i Malmö, Lund och Helsingborg. Vill du veta mer, gå in på

Wilo-ClimaForm. Montageanleitung. Monteringsanvisningar GB. Monteringsvejledning F. Assembly instructions. Notice de montage. Szerelési útmutató NL

Grundläggande logistikrätt för distribution

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 5555/A1:2014

FINLANDS FÖRFATTNINGSSAMLING

FINLANDS FÖRFATTNINGSSAMLING

Viktoriadagen maj Strama Uppsala län

Vad händer om vi sätter människors lycka och välbefinnande först när vi bidrar till att forma framtidens samhälle?

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER

U T R I K E S M I N I S T E R I E T S F Ö R E S K R I F T E R. Ändrar bilaga 7 av utrikesministeriets beslut (nr 86/03) utfärdat den

Lars Rydin. Det svenska telenätet för telefoni. Det svenska telenätet för telefoni. Det svenska telenätet för telefoni. Fjärrförmedlingsstationer

Ditt blod behövs. Nästan alla kan bli blodgivare. I samarbete med EDQM, Europarådet (Council of Europe)

DYRORTSKLASSERNA FÖR UTRIKESREPRESENTATIONENS STATIO- NERINGSORTER OCH KOEFFICIENTERNA

Livsstil, hälsa och delaktighet En kickoff för Agenda 2030 arbetet i Kalmar län Oscarsgymnasiet, Oskarshamn 16 November 2017

Aktuellt om jordbrukspolitiken (CAP) i Sverige för tillitsvalgte i Akershus och Østfold bondelag. November 2015

Ortstilläggens grundvärden i ordinarie tjänsteförhållanden. Tjänstebenämning eller uppgift euro per år. Beskickningschef (kravnivå 1-3)

Pressfrukost Avstamp avtalsrörelsen 2016

Europeiska unionens officiella tidning L 59/1 FÖRORDNINGAR

278/2011 MAXIMIBELOPPEN FÖR HYRORNA (HYRESTAKET) PER STATIONERINGSORT SOM BETALAS I BOSTADSERSÄTTNING

Mätningar och indata Hur modellerna är uppbyggda Felkällor Statistiska tolkningar Ensembler Starka/Svaga sidor. Vad Mäts?

Sms:a utan gränser kommissionen vill sätta stopp för orimliga roamingavgifter för textmeddelanden utomlands

Roller och styrningar. Flygtrafiktjänsten

SIFO Radioundersökningar. Rapport II 2007

FINLANDS FÖRFATTNINGSSAMLING

SM4WII's Frekvenslista

U T R I K E S M I N I S T E R I E T S F Ö R E S K R I F T E R. Ändrar bilaga 7 av utrikesministeriets beslut (nr 96/04) utfärdat den 22.6.

Norwegian Air Shuttle - Destinationer och avreseorter Europa

Bakterier. Har funnits i 3.5. miljarder år. Överstiger antalet människor med en faktor Utgör 60 % av jordens biomassa

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER. Vecka

Fordonsgas ur ett nationellt perspektiv. Michelle Ekman, Energigas Sverige

Åsa Löfström docent em.

Energi- och klimatpolitiken i EU

Arbetsmarknadsläget 2018

Erfarenheter och effekter av venture capital. Anders Isaksson

FÖRBÄTTRAR FINANSPOLITISKA RÅD FINANSPOLITIKEN? John Hassler Mars 2015

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER

Resereportage av webmaster Per Ljungberg, deltagare i hcp-laget om du tycker att bilderna blir små så välj att visa dokumentet i t ex 150% storlek.

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 9004:2009

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER. Januari 2011

Bioenergiklustret i Västnyland

Betänkandet SOU 2012:75 Pris, tillgång och service fortsatt utveckling av läkemedels- och apoteksmarknaden

Klimatsimuleringar. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

PLANERAT UTBUD I LINJEFART PÅ SVENSKA FLYGPLATSER

Kan rätt hantering av immateriella tillgångar leda till ökad lönsamhet?

Transkript:

väderprognos så funkar det Per Kållberg, SMHI vad är numeriska prognoser? kommunikationer - nätverk observationer och hur de används produkter 1

2

väderprognos så funkar det vad är numeriska prognoser? kommunikationer - nätverk observationer och hur de används produkter 3

atmosfären styrs av fysikaliska lagar som kan formuleras med ekvationer ekvationerna kan inte lösas analytiskt, därför måste approximativa numeriska metoder användas, och det kräver stora datorer. känner man nuläget kan ekvationerna integreras framåt i tiden d.v.s. en prognos av det framtida vädret. växelverkan mellan atmosfären och den underliggande marken och havet är viktiga för att bestämma vädret. 4

lite historia Vilhelm Bjerknes ca. 1903: beskrev principen för numeriska prognoser L.F. Richardson 1921: första heroiska försöket som misslyckades C.G. Rossby 1938: visade hur ekvationerna kunde förenklas Charney Fjörtoft - von Neumann 1950: första lyckade försöket på ENIAC MVC-BESK 1953: första operationella realtidsprognosen i världen SMHI-SAAB D21 1964: SMHI numeriska prognoser ECMWF-CRAY1 1979: Globala operationella prognoser 5

så här ser väderekvationerna ut (ofta kallade Eulers ekvationer) kontinuitetsekvationen ( massan bevaras ) rörelseekvationen ( Newton s lag ) ~ dv ~ ~ ~ = 2Ω V α p gk + τ~ dt gaslagen den termodynamiska ekvationen ( energiprincipen ) ρ ~ =.( ρv ) t p=ρrt cp dt RT =Q+ ω dt p och en ekvation för vattenångan dq/dt = E - C 6

SMHIs beräkningsdator Bore hos NSC i Linköping Linux kluster med 140 beräkningsnoder varje nod har två Intel-Xeon processorer med fyra beräkningskärnor och 16GB primärminne alltså totalt 1120 beräkningkärnor och 2240 GB primärminne teoretisk maxkapacitet 12544 miljarder flyttalsoperationer per sekund 7

SMHIs (nästa) numeriska prognossystem HIRLAM (HIgh Resolution Limited Area Model) ett samarbete mellan de nordiska länderna, Irland, Nederländerna, Spanien, (Frankrike) och de baltiska länderna 306*306 gridpunkter, 0.1º*0.1 º (ca. 11*11km.) och 60 vertikala nivåer finita differenser 4-Dim variationell data assimilation konventionella observationer (SYNOP, SHIP, TEMP, PILOT,BUOY, AIREP) AMSU-A radianser MODIS vindar Scatterometer vindar prognos av tryck, temperatur, vind, luftfuktighet, moln, nederbörd, marktemperatur, markfuktighet finita differenser semi-lagrangesk tidsintegration körs fyra gånger per dygn klar efter ca. 2 timmar randvillkor från ECMWF 8

beräkningspunkter HIRLAM-11 ca.11km 9

HIRLAM 11km orografi 10

ECMWF ECMWF is an independent international organization, supported by 18 member states 12 co-operating states Co-operating agreements: Croatia Czech Republic Estonia Hungary Iceland Lithuania Montenegro Morocco Serbia Romania Slovakia 11 Slovenia

ECMWF nuvarande datorsystem 12

ECMWF s operationella analysis och prognossystem Numerik: TL799L91 (799 vågor, 91 nivåer 0-80 km) semi-lagrangesk formulering Tidssteg: 12 minuter Prognosvariabler: vind, temperatur, luftfuktighet, moln (mängd, vattenhalt, iskristallhalt) lufttryck vid marken, ozon, temperatur och fuktighet i marken Grid: Gaussiskt grid, ~25 km, 76,757,590 gridpunkter i tre dimensioner Körs två gånger per dygn (00GMT och 12GMT) fram till 14 dagar finns på SMHI efter ca. 7 timmar 13

atmosfären rymmer många skalor ingen naturlig uppdelning mellan skalorna många processer kan inte lösas upp i modellerna de måste parametriseras 14

parametriserade processer 15

väderprognos så funkar det vad är numeriska prognoser? kommunikationer - nätverk observationer och hur de används produkter 16

17

New Delhi 64/8 Sondre Stormfjord Oslo Reykjavik 32 8 16 32 64 Moscow Riga 64 16/8 Vilnius 19.2 64 64 32 Offenbach Prague 256/128 FR 256 (CIR:64) Vienna 64 64 Melbourne 16 Toulouse 16 32 Lisbon 8 Interregional circuit Belgrade 8/32 9.6 16 Tirana Rome 9.6 64 0.05 Algiers Nairobi Tripoli Athens 8 0.1 N/O Ankara Larnaca 8 2.4 Tunis NI N/O N/O 0.05 2.4 Baku NI 64/8 0.05 N/O Yerevan Sofia 8/16 9.6 Beirut 16 Malta Bet Dagan 64 MTN circuit Regional circuit Tbilisi Zagreb Nairobi 64 RTH Centre in other region 9.6 Bucharest 9.6 NI 9.6 Jeddah 128 Dakar 64/8 Cairo 19.2 NI Budapest Skopje 0.05 NMC Ljubljana 16/8 Madrid Casablanca 64/8 32/8 9.6 0.2 Kishenev 16/8 48/16 Zurich 32/96 32/64 Bratislava 64 Hanoi Tehran Kiev 8/16 Almaty NI Brussels 128/64 Tashkent 0.1 Minsk 16/8 16/64 ECMWF Novosibirsk 19.2 16/8 16 Washington 16/8 Warsaw 48 Khabarovsk 7.2-28.8 Beijing De Bilt Exeter Tallinn 24/8 Norrköping 64 48 8 9.6 Copenhagen Dublin 24 64 64 16 Beijing NI Helsinki NI Damascus 16/8 RMDCN Committed Information Rate Amman 18 NI XII..2004 Regional Meteorological Telecommunication Network for Region VI (Europe) - point-to-point circuits kbits/sek

Reception of satellite distribution systems (DWDSAT, MDD, RETIM and TV-Inform-Meteo) TV-Inform-meteo DWDSAT (DVB) Offenbach Moscow METEOSAT DCPs EUMETSAT RETIM (DVB) RTT MDD Sofia Toulouse Fax, RTT MDD Rome RTH multipoint system via satellite radio broadcast NUBIS (DVB) Albania Armenia Austria Azerbaijan Belarus Belgium Bulgaria Croatia Cyprus Czech Republic Finland France Germany Georgia Greece Hungary Israel Italy Jordan Kazakhstan Latvia Lebanon Lithuania Luxembourg Malta Netherlands Norway Poland Portugal Republic of Moldova Romania Russian Federation Slovak Republic Slovenia Sweden Switzerland Syrian Arab Republic Turkey Ukraine UK Former Yugoslav Republic of Macedonia Yugoslavia RETIM RETIM RETIM DWDSAT TV-Inform-Meteo TV-Inform-Meteo DWDSAT DWDSAT DWDSAT DWDSAT DWDSAT MDD MDD MDD RETIM RETIM RETIM RETIM RETIM MDD MDD MDD RETIM RETIM TV-Inform-Meteo MDD RETIM MDD MDD MDD RETIM TV-Inform-Meteo DWDSAT RETIM RETIM RETIM RETIM RETIM DWDSAT DWDSAT MDD MDD MDD MDD RETIM TV-Inform-Meteo DWDSAT MDD RETIM TV-Inform-Meteo DWDSAT DWDSAT DWDSAT RETIM MDD MDD RETIM RETIM MDD RETIM MDD MDD RETIM DWDSAT Regional Meteorological Telecommunication 19 Network for Region VI (Europe) Figure 2 - multipoint telecommunication systems

SMHI: huvudsaklig datakomm över fasta linjer : eget WAN samt internationell datakomm. Rev. 2008-10-08 WAN GTS ECMWF Sundsvall Oslo Helsingfors Arlanda Göteborg Riga Malmö Köpenhamn Vilnius Reading 20 Offenbach Moskva

SMHI, extern datakommunikation, i huvuddrag, 2008-10-08 NSC/Linköping RMDCN (IP/VPN MPLS) Regional Meteorological Data Communications Network (För SMHI: f n komm. med partners i 8 länder) 3 Mbps/prim 3 Mbps/sec 100 Mbps Telia k k k INTERNET 90+ Mbps TDC SjöV/svartfiber LFV/Arlanda (128 Kbps) 21 LiUnet 1 Gbps SMHI-LAN/ WAN (till 4 reg.-kontor; 20+10+10+4 Mbps),med begränsade backupförb. Även anv. av DATEL, ISDN o DPK, en del via SMHI-telefonväxelaccesser, t ex: för ADAC 8+2 Mbps Försvarsmakten

22

väderprognos så funkar det vad är numeriska prognoser kommunikationer - nätverk observationer och hur de används produkter 23

väderobservationer antal mottagna av ECMWF under ett dygn i Mars 2000. 24

25

26

27

28

29

30

31

4D-var: fyrdimensionell variationell data assimilation fyra med tidsdimensionen 32

variationell data assimilation J mäter avståndet mellan analysen och den nya informationen (observationer och en föregående prognos som kallas bakgrund ) J (Ta ) = J b (Ta ) + J o (Ta ) kostnad avvikelse från bakgrund avvikelse från observation (T To ) 2 Jo = 2 σo X To X Ta = Tb + k (To Tb ) (T Tb ) 2 Jb = σ b2 X Tb den bästa analysen är den som minimerar J ( minsta kvadratmetoden ) kan lösas med en iterativ process 33

vad mäter egentligen satelliterna? de mäter den strålning (infraröd eller värmestrålning ) som luftens vattenånga, koldioxid och ozon emitterar och transmitterar och det finns en ekvation för detta: L(ν ) = 0 dτ (ν ) B (ν, T ( z )) dz dz eller L(ν ) = B(ν, T ( z )) K ( z )dz 0 34

här bestäms radiansen av temperaturen på en enda nivå i atmosfären. z K(z) här bestäms radiansen av medeltemperaturen i ett skikt i atmosfären. z K(z) 35

kallt z mittemellan K(z) K(z) varmt 36

genom att välja olika kanaler med olika transmissionsförmåga kan man känna av temperaturen i olika skikt AMSUA 37

HIRS AMSUA AIRS Ch-14 Ch-1 Ch-13 Ch-12 Ch-11 Ch-2 38

omkring 106 observationer Y omkring 107-8 modellvärden X - temperatur, fuktighet, vindar, lufttryck x a = x b + K(y H(x b )) analys bakgrund matris med vikter (kort prognos) J(x) = (x x b )T B 1 (x x b ) + (y H(x))T R 1 (y H(x)) J(x) minimeras iterativt 39

hur man assimilerar satellitradianserna modellens radians jämför observerad satelliteradians Jo H modellens T,u,v,q 40

dagens en 6-timmars prognos från i går kväll, gällande klockan 02:00 i natt det analyserade läget klockan 02:00 i natt prognoser från 02:00 i natt 41

nattens bakgrund (kl. 02:00). 6-timmars prognos av lufttrycket från 20:00 i går kväll 42

nattens analys av lufttrycket (kl. 02:00) med analysinkrementen 43

numerisk (HIRLAM) prognos gällande kl. 14:00 idag, onsdag. 44

numerisk (HIRLAM) prognos gällande kl. 20:00 i kväll, onsdag. 45

numerisk (HIRLAM) prognos gällande kl. 02:00 i natt, torsdag. 46

numerisk (HIRLAM) prognos gällande kl. 14:00 i morgon, torsdag. 47

väderprognos så funkar det vad är numeriska prognoser? lite historia kommunikationer - nätverk observationer och hur de används produkter 48

Basproduktion Styrning Editering Programkomponenter Mesan Basdatabas Programkomponenter PMP arbetsarea PMP produktion 1D-HIRLAM HIRLAM22 HIRLAM44 Produkt ionsgodkänd prognos Valda modeller Produkt ion ECMWF Observationer inkl. f järranalysinf o ROAD-databasen 49 8

50

hur bra är de numeriska prognoserna? här ECMWF 51

ensembelprognoser väderprognoser minskar i användbarhet eftersom fel i initialtillståndet (analysen) växer med tiden (initialfel). dessutom är själva prognosmodellen inte perfekt (modellfel). ensembler av flera prognoskörningar som utgår från något olika initialtillstånd (och eventuellt med en viss slumpmässighet inprogrammerad i prognosmodellen) är ett sätt att komma längre än 5-6 dygn. ensemblerna kan ge en uppfattning om sannolikheten för olika händelser 52

Temperatur vad är en ensembelprognos? Initialt prognoslängd prognos en beskrivning av väderutvecklingen i form av sannolikheter Probability Density Function (PDF) 53

dagens ensembelprognos för Linköping 54

orkanen Gustav 5-dygns sannolikhetsprognos 55

månadsprognoser EPS-prognoserna körs en månad fram här är temperaturanomalin en månad framöver 56

tack för mej 57