- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
předpověď počasí
AAA16E - Meteorologie a klimatologie
Hodnocení materiálu:
Vyučující: Ing. CSc. Věra Kožnarová
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálRNDr. Milan Šálek
Předpověď počasí
Metody, podklady, trendy
Přednáška pro Katedru geografie Masarykovy univerzity, listopad 2003.
e-mail: salek@chmi.cz,
http://www.chmi.cz/poboc/BR/rpp/salek/salek.html
1. Úvod
Předpověď počasí - předpověď vyjadřující budoucí stav povětrnostních podmínek
(Meteorologický slovník)
Meteorologická předpověď je fyzikální úloha, jejíž cílem je vytvořit nejpravděpodobnější
scénář (scénáře) budoucího vývoje atmosféry. Využívá základní fyzikální zákony (zákony
pohybu, zákony termodynamiky) a řeší je pomocí matematiky, případně s pomocí znalostí
chování synoptických objektů (tlakové útvary, fronty, bouřky).
2. Rozdělení předpovědi počasí:
I. Podle období, na které je vydána:
1) Velmi krátkodobá 0-12 h, nowcasting 0-2 h.
- využití numerických modelů, metod dálkové detekce (radary, družice, systémy
detekce blesků), koncepčních modelů (vliv "klasické" synoptické metody)
2) Krátkodobá: 1-3 dny
- dominantní využití numerických modelů
3) Střednědobá: 3-15 dnů
- dominantní využití numerických modelů, využití poznatků z teorie deterministického
chaosu k odhadu pravděpodobnosti jednotlivých scénářů vývoje
4) Dlouhodobá
- měsíční, sezónní - využívá poznání určitých vazeb mezi některými složkami
klimatického systému - např. sezónní předpověď pro americké kontinenty na podkladě
nastoupení jevu El Niňo / La Niňa
5) Předpověď klimatu
- časový horizont: desetiletí, staletí
- Poznámka: je vhodné odlišovat předpovědi klimatu od klimatické předpovědi
počasí, tj. předpovědi počasí vypracované na základě klimatických údajů.
II. Podle účelu:
1) Všeobecná - určená pro nejširší veřejnost, prezentovaná ve sdělovacích prostředcích
2) Speciální - pro specializované uživatele, jimž se přizpůsobuje obsah i forma předpovědi
(předpovědi pro letectví, údržbu silnic, zemědělské práce, stavebnictví, předpovědi pro
hydrologické modelování, atd.)
III. Podle místa / oblasti:
1) Oblastní - pro administrativně nebo jinak specifikované území
2) Liniová (traťová) - speciální předpověď zejména pro sféru dopravy - letectví, silnice.
3) Místní - speciální předpověď pro určitou lokalitu (pravděpodobnostní vyjádření)
2. Informace nutné pro tvorbu předpovědi počasí
Prvním předpokladem úspěšné předpovědi je co nejpodrobnější znalost aktuálního stavu
atmosféry, kterou je možno získat informacemi z následujících zdrojů:
1) Informace ze sítě pozemních (oceánských) stanic o počtu kolem 10000: posílají
většinou alespoň každých 6 hodin, nejčastěji každou hodinu zprávu, v současné době v
kódu SYNOP (bude nahrazováno zprávou v kódu BUFR, popř. CREX):
Příklad zprávy SYNOP:
11624 11760 79901 10187 20179 39906 40184 57006 60051 72598 87500
333 55044 87656 555 395// =
Zápis na meteorologických mapách:
2) Informace z aerologických stanic: 600-800 stanic na Zemi měří výškový profil
základních meteorologických prvků (teplota, vlhkost, tlak vzduchu, vítr) alespoň 1x denně
3) Informace získané metodami dálkové detekce (hlavně meteorologické družice,
meteorologické radary, systémy detekce blesků)
4) Podnebné charakteristiky dané lokality nebo oblasti.
3. Metody předpovědi počasí
3.1Klasická norská (frontologická) škola
Metoda synoptická, rozvíjená především v první polovině tohoto století. Je založená na
teoretickém rozpracování termodynamiky a hydrodynamiky (aerodynamiky) vzduchových
hmot, atmosférických front, tlakových níží a výší a všeobecné cirkulace atmosféry. Poznané
zákonitosti vývoje barických útvarů a atmosférických front sice vedly k výraznému zlepšení
úspěšnosti předpovědi počasí, ale v současnosti je tato škola stále více nahrazována
numerickým modelováním.
3.2 Numerické modelování
Předpověď se nyní z podstatné části vytváří pomocí numerického modelování, předpověď na
období 2-15 dnů se vypracovává téměř výhradně na podkladě numerických výpočtů.
„Technologická linka “ předpovědi s pomocí numerických modelů:
1) Měření stavu atmosféry (600-800 aerologických stanic), zakódování do zpráv (nyní
TEMP, postupně BUFR) apod., další informace z metod dálkové detekce, zejména z
meteorologických družic
2) Pomocí telekomunikačních linek soustředění zpráv naměřených dat v meteorologických
centrech (Offenbach, Reading, U.S. NCEP u Washingtonu D.C. atd.)
3) Výpočet budoucího stavu atmosféry v meteorologických centrech pomocí výkonných
(super)počítačů
4) Rozesílání předpovědí uživatelům prostřednictvím telekomunikačních linek.
5) Zpracování těchto dat pomocí malé výpočetní techniky, po doplnění ostatními
informacemi (aktuální zprávy o počasí, data ze sensorů dálkové detekce, podpůrné
systémy pro nowcasting), konečné zpracování předpovědi (meteorologem, příp. poučeným
uživatelem).
3.3 Krátký výlet do historie
1858 - H. Helmholtz - pravděpodobně první myšlenka o možnosti budoucí stav atmosféry
vypočítat.
- 1901 Cleveland Abbe (USA), 1904 Vilhelm Bjerknes navrhli, že za předpokladů znalosti
počátečních podmínek je možné řešit hydrodynamické a termodynamické rovnice a vytvořit
objektivní předpověď.
- 1922 Lewis F. Richardson provedl první výpočet budoucího stavu atmosféry. Zjednodušené
rovnice vývoje atmosféry řešil numericky metodou grafické integrace, ale dopustil se při tom
porušení důležitého pravidla mezi vzdáleností sousedních uzlů a časovým krokem integrace,
čímž se výsledky lišily od skutečnosti o řády. Uvedený neúspěch na čas ochladil zájem
meteorologů o tyto metody.
Skutečný rozvoj nastal až s vývojem prvních počítačů na sklonku 40. a počátku 50. let (J. von
Neumann, J. Charney, C.G. Rossby, H. Panofsky) - nejdříve byl vyvinut první barotropní
model (hustota závisí pouze na tlaku), poté první baroklinní modely (hustota závislá na tlaku i
teplotě). Od této doby se tyto metody neustále zdokonalují.
Vývoj v ČR:
MF UK, prof. Brandejs, 50. léta - vypracovaly se první studie týkající se problematiky
numerického . modelování (Kibelův model, Sutcliffova vývojová teorie atd.). Na konci 50. a
během 60. let se objevily první pokusy o rutinní výpočty, problémem byla omezenost
výpočetní techniky (Ural 1, Ural 2 ...). V 70-80. letech došlo nejdříve zastavení výpočtů, poté
na konci 80. let jejich obnovení - zavedl se model ČHMÚ. Na počátku 90. let se ČSFR a
později ČR aktivně zúčastnila vývoje moderního numerického modelu ALADIN.
3.4 Numerické modelování
3.4.1 Objektivní analýza, asimilace dat
- Klasickou metodou je tzv. optimální interpolace, tj. interpolace nově naměřených hodnot
na základě autokorelačních analýz (analýz průměrného „informačního vlivu“ nově
naměřených hodnot vzhledem k chybám měření a variability analyzovaných polí) do tzv.
předběžného pole. Jako předběžné pole se používá výstup z předchozího běhu modelu
(obvykle se jedná o výstup 6h starý, ale principiálně to může být třeba klimatická analýza
zachovávající fyzikální konzistenci), do kterého se matematickými technikami zavádějí
nově naměřené hodnoty a pole meteorologických veličin se opravují. U této metody se
analyzují synoptická data, tj. data z jednoho termínu (např. 00, 12, 18 h UTC).
- současný trend: asimilace netradičních, nesynoptických dat metodou 4-dimenzionální
variační analýzy (4DVAR) zahrnující čtvrtý rozměr čas; mezi tato data patří především
údaje z družic s polární drahou, z letadel, atd. Pro modely využívající 4DVAR, např.
model Evropského střediska pro střednědobou předpověď (European Centre for Medium-
Range Weather Forecast, ECMWF) se nejdůležitějším
Vloženo: 24.06.2009
Velikost: 2,47 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz