Modeller för små och stora beslut

Relevanta dokument
Meteorologi - Grunder och introduktion - Meteorologiska modeller och prognoser

Nedisningsprognoser för vindkraft. Vintervind mars 2008 i Åsele

Rymden för SMHI och din vardag. Jordobservationer för väder, vatten och klimat

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

Klimatsimuleringar. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

SMHIs nederbördsmätning

Metodkonferensen Norrköping, Osäkerheter i hydrologiska modeller

Meteorologi. Läran om vädret

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

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Hydrologiska prognosoch varningstjänsten SMHI

SMHIs Hydrologiska prognos- och varningstjänsten - reflektioner efter vårfloden Sara-Sofia Asp

Klimatscenarier och klimatprognoser. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

Hot eller möjlighet? Datormolnet och SMHI. Lisa Hammar, IT-arkivarie, SMHI. Mallversion

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Den svenska hydrologiska tjänsten Gunlög Wennerberg

Klimatanpassning och Nationellt kunskapscentrum

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

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

Intensiv nederbörd och hydrologisk risk: mot högupplösta flödesprognoser Jonas Olsson

Öppna data, Metodkonferens SMHI öppnar mer och mer

Regleringsbrev för budgetåret 2015 avseende Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut

En enkel segelflygprognos

Anette Jönsson, Nationellt kunskapscentrum för klimatanpassning. Effekter av klimatförändringar i Öresundsregionen

Klimat- Modellering och Beräkningar. Marco Kupiainen. KTH, 3 oktober Rossby Centre, SMHI. Matematiska institutionen, Linköpings Universitet

Michael af Sandeberg Datapolicy för SMHI 1.1. Gd/Maria Ågren /1706/21

Radardata för högupplösta nederbördsanalyser och hydrologiska prognoser. Peter Berg, Emil Björck, Lars Norin, Jonas Olsson, Wei Yang

Varningstjänsten på SMHI. Ida Dahlström

MetCoOp och Arome en mesoskalig operationell. väderprognos. Heiner Körnich, Meteorologisk Metodkonferens, Norrköping, 26/9/2013

Yttrande över Miljömålsberedningens delbetänkande Med miljömålen i fokus hållbar användning av mark och vatten, SOU 2014:50

Klimathistoria. Skillnad dagens klimat/istid, globalt 6ºC Temperatur, koldioxid, och metan har varierat likartat. idag Senaste istiden

Vad händer med väder och klimat i Sverige?

Projekt: Vindmodellering genom nedskalning av Eta-modellen Statusrapport 1 juni

Sveby. Klimatfiler för energiberäkningar

Framtidsklimat i Hallands län

Simulering av möjliga klimatförändringar

Hur ser det förändrade klimatet ut? Extremare väder?


Hur blir en väderprognos till?

Klimat, observationer och framtidsscenarier - medelvärden för länet. Västmanlands län. Sammanställt

Påverkan, anpassning och sårbarhet IPCC:s sammanställning Sten Bergström

Storskalig cirkulation (Hur vindar blåser över Jorden)

Emissioner, meteorologi och atmosfärskemi

Data, fakta och scenarier vad händer med klimatet? 21 oktober 2015 Åsa Sjöström, Nationellt kunskapscentrum för klimatanpassning, SMHI

Fysik C & D Projekt i klimatfysik

Sannolikhetsmodellering av is på vindkraftverk genom deterministisk sampling

Klimatanpassning i utvecklingsländer svensk expertis på export

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

Frågeställningar vid vindkartering: Var blåser det? Varför blåser det som det gör?

Peter Berg, SMHI Vattenstämman, Örebro Vilka skyfall skall vi förbereda oss på?

Yttrande över remiss - Slutbetänkande av Klimat och sårbarhetsutredningen (SOU 2007:60)

Hydrologiska Prognosmodeller med exempel från Vänern och Mölndalsån. Sten Lindell

Sannolikhetsprognoser för nedisning på vindturbiner

Hur blir klimatet i framtiden? Två scenarier för Stockholms län

Sammanfattning till Extremregn i nuvarande och framtida klimat

Vägväderprognoser för vinterväghållare. Claes Kempe Meteorolog SMHI

Atmosfäriska systemet, väder

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

Klimatscenarier för analys av klimatpåverkan

Klimatet i Skandinavien

Stigande vattennivåer och ändrad nederbörd Sten Bergström

Översiktlig beräkning av avdunstning från fri vattenyta Risängen

version januari 2019 Manual SMHI klimatdata

Energiomställning utifrån klimathotet

Data assimilering för numeriska väderprognoser

Varför modellering av luftkvalitet?

Hydrologiska prognos- och varningstjänsten, SMHI

Dagens system: klimatologisk ensemble

Korrektion av systematiska fel i meteorologiska prognoser: en förstudie om vårflodsprognoser

Framtidens översvämningsrisker

September SMHIs UPPFÖRANDEKOD

Marcus Löfverström

Klimatet i framtiden Våtare Västsverige?

Vädrets Makter! Föreläsning 8 - Lokalväder. Vädrets makter: Lokalväder. Per Axelsson

Klimatscenarier för Sverige beräkningar från SMHI

Möjligheter och utmaningar i användandet av klimatscenariodata

KLIMAT. Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt

Luftkvaliteten och vädret i Göteborgsområdet, mars Luftföroreningar... 1 Vädret... 1 Var mäter vi och vad mäter vi?... 1

Samarbetsprojekt mellan:

RASP Termikprognos Stefan Löfgren, Avesta Segelflygklubb

Klimatförändringens samhällspåverkan och myndigheternas arbete. Klimatanpassning

Alice och världens väder

Ramöverenskommelse om samverkan

Att förstå klimatsystemet (AR4 SPM: D. Understanding the Climate System and its Recent Changes)

ÅRSREDOVISNING 2010 SVERIGES METEOROLOGISKA OCH HYDROLOGISKA INSTITUT

Klimatanpassning i Sverige och EU vad anpassar vi samhället till och hur gör vi?

Växthuseffekten och klimatförändringar

Lägesrapport Nordisk elmarknad

SMHI Prognosstyrning. För lägre energiförbrukning och bättre inomhusklimat

Analys av klimatförändringars inverkan på framtida vattenstånd i Glafsfjorden/Kyrkviken

Regleringsbrev för budgetåret 2017 avseende Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut

Hav möter Land I ett förändrat klimat, men var? Erik Engström Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut

Luftkvalitet och fjärranalys. Magnuz Engardt

Dimensionerande nederbörd igår, idag och imorgon Jonas German, SMHI

Nederbörd. VVRA05 Vatten 1 Feb 2019 Erik Nilsson, TVRL

Tjänster och tillämpad forskning. Luftmiljö på SMHI. Mallversion

Luftkvaliteten och vädret i Göteborgsområdet, februari Luftföroreningar... 1 Vädret... 1 Var mäter vi och vad mäter vi?...

Katalog för emissionsdatabaser SMED. Göteborgs-regionen. Skånedata-basen. SLB, Stockholm. Östergötlands län

GIS-Väst. Smartare klimatinformation. David Wiselqvist

Omtentamen Meteorologi sidan 1 ( 6 ) Chalmers Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik

Transkript:

Modeller för små och stora beslut Om väder och väderprognoser Pontus Matstoms, SMHI ksp:s årskonferens 2012 i Norrköping

Om SMHI, väder och väderprognoser svårt 2

Sveriges meterologiska och hydrologiska institut Förvaltningsmyndighet under Miljödepartementet Finns i Norrköping, Arlanda, Göteborg, Malmö och Sundsvall 650 anställda (ca 80 disputerade) - Meteorologer - Hydrologer - Oceanografer - Ingenjörer - IT m.fl.

SMHI:s uppdrag Att ta fram beslutsunderlag som bidrar till god samhällsplanering att minska sårbarheten i samhället att miljökvalitétsmålen nås Din hjälp i små och stora beslut 4

SMHI omsätter teoretiska beräkningar i konkret kundnytta Samlad kompetens inom meteorologi, hydrologi, oceanografi och klimatologi. Till nytta för oss alla, samhället och våra kunder. 5

Samhälle och säkerhet Anslags- och uppdragsverksamhet. Meteorologisk, hydrologisk och oceanografisk infrastruktur för Sverige. Prognos- och varningstjänst. Havsmiljö. Flygväderstjänster. Myndighetssamverkan. Internationell samverkan. 6

Omfattande forskning Hydrologi Oceanografi Luftmiljö Atmosfärsforskning Väderprognoser Klimat 7

Affärsverksamhet Prognostjänster och konsultverksamhet inom: Media Sjöfart Miljö och klimat Samhällsbyggnad Energi 8

Nationellt kunskapscentrum för klimatanpassning. Nod för kunskap om klimatanpassning Mötesplats för aktörer inom klimatanpassning Klimatanpassning En del av samhällsplaneringen (t ex utformning av nya slussen i Stockholm)

Några ord om väder 10

Stort intresse för väder och väderprognoser 11

Solen och solstrålningen värmer jorden Global strålningsbalans 12

Global strålningsbalans men stor lokal variation Överskott Instrålning Underskott Olika reflektion (Albedo) Geometriska skillnader Varierande molnighet Utstrålning Ekvatorn Polen 13

Nettostrålningen är Högre vid ekvatorn än närmare polerna Högre vid markytan än i atmosfären Leder till värmetransport i atmosfären och i haven. 14

Om väderprognoser Till folket sade han: När ni ser moln stiga upp i väster säger ni genast att det blir regn, och det blir det också. Och när ni märker att vinden är sydlig säger ni att det blir hett, och det blir det. Luk 12:54-55 15

Utgår från grundläggande fysikaliska lagar 16

Men det är mer komplicerat än så a. Icke-linjärt system krävs numerisk lösning b. God nulägesbeskrivning c. Hantering av ej upplösta processer 17

a) Numerisk lösning av ekvationerna Lösningen beräknas för ett tredimensionellt grid Sju variabler, bl.a. vind, temp och fukt T ex 11 x 11 km (horisontellt) och 60 vertikala nivåer. 18

a) Numerisk lösning av ekvationerna (forts) Givet ett utgångsläge Beräkna kortsiktig utveckling i varje punkt Applicera utvecklingen, ger 3D-tillstånd t+ t Upprepa Numerisk lösning ger fel bland annat pga. diskretisering i tid och rum. I princip minskat beräkningsfel med finare upplösning och kortare tidssteg. 19

b) Utgångsläget är avgörande En god prognos förutsätter bra beskrivning av vädret just nu. Små störningar i utgångsläget kan få stor effekt i prognosen. Exempel 20

b) Utgångsläget är avgörande (forts) - Observationer 21

b) Utgångsläget är avgörande (forts) En god prognos förutsätter alltså noggrann beskrivning av vädret just nu. Krävs startvärden (utgångsläge) i alla gridpunkter. Dessutom Mätfel i observationsdata Mätningar från andra tidpunkter Mätning av andra variabler 22

b) Utgångsläget är avgörande (forts) Nuläget uppskattas genom sammanvägning av senaste prognosen och tillgängliga observationer (dataassimilation) Tidigare prognos Sökt utgångsläge Observationer t-6 t t+6 Tid (h) Ny prognos var 6:e timma 23

b) Utgångsläget är avgörande (forts) Genom variationsanalys beräknas bästa möjliga utgångsläge, det som minimerar ett sammanvägt (uppskattat) observations- och modellfel. Variational method minimise cost function J(x) J(x) (x x b ) T B 1 (x x b ) (y H(x)) T R 1 (y H(x)) x Sökt utgångsläge för nästa prognos x b Utfall senaste prognosen y observationer B background error covariance matrix R observation covariance matrix 24

b) Utgångsläget är avgörande (forts) Vid 4D-Var studeras ett tidsfönster av observationer. Den nya prognosen bestäms så att avvikelsen från observationer minimeras. 25

c) Oupplösta fysikaliska processer Flera viktiga fysikaliska processer fångas inte upp av de grundläggande ekvationerna. Det gäller småskaliga processer, bland annat: Turbulens Molnbildning Nederbörd 26

Prognoser i praktiken 27

Varje dag, året runt 28

Internationell samverkan ECMWF - European Centre for Medium-range Weather Forecasts 19 medlemsländer och 15 associerade länder. Operationell verksamhet, globala väder- och sessongsprognoser. 29

Internationell samverkan (forts) HIRLAM High Resolution Limited Area Model Organiserad samverkan för gemensam utveckling av regionala prognosmodeller. 30

Globala och regionala prognoser Global prognos var 6:e timma, ger randvärden för den regionala prognosen. Ger också lång prognos för Sverige. Upplösning 16 x 16 km. Regional prognos var 6:e timma. Upplösning 11 x 11 km (5 x 5 km) 31

Varje dag, året runt OBSERVATIONER 32

Hur prognosen presenteras? 33

Utveckling mot ortsprognoser på timnivå 34

Prognoskvalitet 35

SMHI:s prognosindex (1 dygn) SMHI:s väderprognoser ska ha en träffsäkerhet på minst 85 procent. SMHI:s regleringsbrev 2012 Prognosindex är en sammanvägning av ingående delar (temp, vind, moln, ndb) 36

DN jämför prognoskvalitet DN 2012-07-16 Riktig prognos enl. DN om max 3 grader fel, och rätt i fråga om nederbörd, och i stort sett rätt om molnighet 37

Stadiga förbättringar 3 dygn 5 dygn 7 dygn 10 dygn 38

Vi klarar längre och längre prognoser 39

Vad kan man i förväg säga om prognosens träffsäkerhet? 40

Hur robust prognosen är för osäkerhet i indata säger något om prognosens säkerhet. Liten spridning Osäkerhet i indata Stor spridning Prognos 41

Prognoser med olika störningar i utgångsläget 42

Temperature Ensembleprognoser Idé: Om prognoserna är samlade (liten spridning) så är förmodligen rådande atmosfäriska tillstånd mer prediktabelt än om prognoserna har stor spridning. Ensemble-utfallet ger uppskattade sannolikheter. 26 th June 1995 26 th June 1994

Beräknade sannolikheter från ensembleprognoser Sannolikhet för > 5 mm nederbörd

Sannolikhet för > 5 m/s vindstyrka

Framtida utveckling - Högre rumslig upplösning (2014, samverkan med Norge) - Ökad operativ användning av ensemble-metodik - Sannolikhetsprognoser - Ständig metodutveckling (oupplösta processer, dataassimilation) - Numerisk lösningsmetodik - Presentation, mobila tjänster 46