Нейросетевые методы наукастинга осадков: обзор и апробация существующих решений. Наукастинг (nowcasting) и сверхкраткосрочные прогнозы погоды очень важны.
meteoinfo ru [delete] [delete]
По прогнозу ведущего научного сотрудника центра погоды «Фобос» Михаила Леуса, в российской столице в четверг, 17 августа, ожидается переменная облачность, без осадков, воздух прогреется до + 29 °C, передаёт РИА Новости. Сопоставление прогностических и истинных значений продолжительности осадков Заключение Предложено уравнение множественной регрессии для текущего прогноза продолжительности осадков на срок до двух часов. Ключевые слова: наукастинг, поля осадков, нейронные сети, прогнозирование ошибок, многослойный персептрон. Кратковременный дождь с грозой и порывами ветра до 11-18 м/с выпадает на последнее воскресенье апреля. Ключевые слова: наукастинг, поля осадков, нейронные сети, прогнозирование ошибок, многослойный персептрон.
Цветные осадки: дождь с песком придет на Южный Урал
В ближайший год Росгидромет собирается улучшить качество таких прогнозов на 4 процента в основном за счет повышения качества получаемых данных и совершенствования моделей их обработки. На высоком уровне сохраняется качество краткосрочных прогнозов службы - 96,6 процента. Именно эти прогнозы являются наиболее востребованы населением. Они позволяют решить, нужно ли одеваться теплее и брать ли с собой зонт. В то же время сильно упала оправдываемость долгосрочного прогноза на зиму, до 57 процентов, годом ранее его достоверность составляла 71 процент. То есть прогнозировать аномальные морозы на срок до полугода синоптикам по-прежнему сложно. А вот качество прогнозов весеннего половодья на крупных реках выросло почти на 10 процентов, до 79. Следите за самым важным и интересным в Telegram-канале Татмедиа.
Дальность видимости этих локаторов около 150 км. Поэтому можно ожидать, что если на удалении около 350 км зарождается опасное явление смерч, шквал или очень сильный дождь , то его с помощью этих радаров можно будет диагностировать. Это очень важно, что уже на дальних подступах к Москве можно будет увидеть это явление. Дальше предполагается создать еще одну эшелонированную наблюдательную систему с радиусом примерно 90 км от центра Москвы: сеть автоматических станций, расположенных на вышках операторов мобильной связи с шагом примерно 10—15 км друг от друга. На этих вышках будет так называемая система градиентных наблюдений. По высоте: один датчик примерно на высоте 5—10 м этой вышки, другой на высоте 20—30 м, третий — на 50—60 м. Они будут фиксировать изменения, которые происходят в приземном слое воздуха. Локатор так устроен, что не может "видеть" процессы, которые находятся ниже 200 м от поверхности земли.
Если на удалении около 350 км зарождается опасное явление смерч, шквал или очень сильный дождь , то его с помощью этих радаров можно будет диагностировать Еще один аналогичный "редут" — в 40—50 км от центра Москвы. Затем на МКАДе. Примерно четыре десятка станций будут расположены в тех местах, где наблюдений мало. Сейчас наблюдательная сеть небольшая совсем, есть пробелы. Они будут заполнены. Таким образом, предполагается, что количество станций увеличится примерно на полторы сотни. Это очень много. А это очень важно. Когда на удалении сначала прогнозируешь, а затем при перемещении видишь, совпадают или не совпадают расчеты с фактом, можно изменить модель, увидеть, в чем ее несоответствие.
Кроме того, эту систему будут разрабатывать не "вообще", а конкретно для Москвы. Получив хороший результат мы очень надеемся на это , можно будет транслировать этот опыт на другие города-миллионники. Конфигурация зданий, улиц, отражение солнечных лучей от крыш домов — все это влияет на атмосферные процессы в городе. В той или иной ситуации, скажем, когда воздушные массы перемещаются с севера или с юга, совершенно по-разному могут развиваться события: либо будет интенсификация опасных явлений, либо, наоборот, структура города будет препятствовать воздушному потоку, энергия будет рассеиваться. Есть кустарники, деревья, в которых происходят свои процессы. Все эти многочисленные факторы нужно описать в модели. Я встречался много раз с тем, что люди считают, что воздух нагревается от солнца. Это глубокое заблуждение. Солнечные лучи падают на подстилающую поверхность, нагревают землю, почву, и за счет турбулентности, за счет конвекции это тепло передается в атмосферу.
В городе, где много зданий, не только подстилающая поверхность нагревается, но и стены домов. В том числе и изнутри. Создается дополнительная тепловая энергия, которая трансформируется в кинетическую энергию. Поэтому если наблюдаются условия для быстрого перемещения воздушных масс вверх, то в городе, как правило, этот процесс усугубляется. Нормальные процессы становятся опасными. Мы предполагаем, что будет функционировать прогностическая модель с шагом менее 1 км. В результате интегрирования уравнения мы будем выпускать прогнозы с шагом в 1 км, но процессы, которые мы будем описывать, будут характерны для описания с масштабом 6—8 км. Это тоже очень здорово: в районе действия такой-то управы ожидается дождь, а где-нибудь в 10 км другая управа, там дождя не ожидается. Именно это и происходит в крупном городе.
Нужно проводить вычислительные эксперименты, установить эти приборы — очень многое нужно сделать.
Высокая скорость работы комплекса и снижение объема передачи данных. Результаты расчетов отображаются в виде графиков с возможностью наложения друг на друга для удобного сравнения между собой и текущим фактическим состоянием погоды, а также в виде анимированных карт. Графики строятся по параметрам: температура, давление, относительная влажность, скорость и направление ветра, порывы ветра, количество осадков с указанием фазы осадков , накопленное количество осадков, облачность, высота снега.
Карты отображают следующие характеристики: количество осадков за период, количество осадков накопленное, температура воздуха и другие основные метеопараметры у поверхности земли и на основных изобарических поверхностях.
Показывает сколько выпало бы осадков в мм, если бы осадки шли с такой интенсивностью целый час. Отражаемость Отражаемость — величина, измеряемая радаром. Значение скоррелировано с количеством влаги в атмосфере в некоторой точке. Измерения происходят на 10 уровнях высоты от 1км до 10 км с шагом 1 км и аппроксимируются на полный круг измерения радара. По пространственной форме соответствует отражаемости. В отличие от отражаемости значения не апроксимируются на полный круг радара, а остаются как есть.
Погодные явления Расчётные значения погодных явлений на полном круге радара, которые могут принимать следующие значения: Нет облачности.
Роман Вильфанд: вопрос использования "больших данных" обсуждается во всем метеорологическом мире
| Ventusky - Wind, Rain and Temperature Maps | Сопоставление прогностических и истинных значений продолжительности осадков Заключение Предложено уравнение множественной регрессии для текущего прогноза продолжительности осадков на срок до двух часов. |
| Новая карта осадков в «Яндекс погоде» — с прогнозом на сутки вперед | Раньше карта осадков давала прогноз на два часа вперед с десятиминутным интервалом. |
| В Росгидромете назвали точную дату наступления весны | Метеорологическая карта прогноза осадков в Европе. |
| Как узнать, будет ли дождь, гроза? Смотрим карту осадков! | Прогноз осадков на 2 часа (наукастинг). Согласно прогнозу, который озвучил ведущий специалист центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец, первый весенний месяц будет холодным – усилятся морозы, будет идти снег. |
| Как мы отказались от нейросетей, а затем вернули их в прогноз осадков Яндекс.Погоды | наукастинг, который позволяет выпускать прогноз об опасных явлениях погоды на ближайшие несколько часов. |
Классификация современных прогнозов погоды
| Как менялась Яндекс.Погода: от виджета до погодных карт | Чаще всего говорят о наукастинге развития конвективных (кучево-дождевых) облаков и связанных с ними опасных метеорологических явлений (ОЯ) — ливневых осадков, гроз, града, шквалов, смерчей. |
| нЕФЕПОПЧПУФЙ : рТПЗОПЪ РПЗПДЩ, ЛБТФЩ РПЗПДЩ, ОПЧПУФЙ РПЗПДЩ, ЖБЛФЙЮЕУЛБС РПЗПДБ | это.> Анимация текущих данных радарных наблюдений. |
| Как узнать, будет ли дождь, гроза? Смотрим карту осадков! | Анимация сверхкраткосрочного прогноза осадков на период до 2 часов (наукастинг). |
| ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ: О ПОГОДЕ - ИЗ ПЕРВЫХ РУК | Анимация сверхкраткосрочного прогноза осадков на период до 2 часов (наукастинг). |
| Новая карта осадков в «Яндекс погоде» — с прогнозом на сутки вперед - CNews | Главная» Новости» Гидрометцентр наукастинг. |
А можно поточнее? Как делается прогноз погоды и можно ли его улучшить?
| Композитная карта | Прогноз осадков на 2 часа (наукастинг). последние новости сегодня в Москве. |
| Наукастинг осадков на 2 часа | наукастинг – сроком до двух часов. |
| Как менялась Яндекс.Погода: от виджета до погодных карт | Яндекс.Погода | Дзен | Фото: Владимир Астапкович / РИА Новости. |
Предоставляем метео данные
Кликнув по ссылке «Архив», можно просмотреть сводки на конкретный день за последние 13 лет. Еще один полезный раздел — «Метеочувствительным». Здесь дается фаза Луны, колебания магнитного поля, а кликнув по ссылке «Подробнее», пользователь перенаправляется к детальному описанию. Здесь можно посмотреть точный прогноз погоды на срок от 5 до 30 суток, но это лишь мизерная часть возможностей журнала. На Meteoweb публикуются самые разные материалы, от научных исследований до любительских заметок и наблюдений. Это место, где удобно узнавать новости, можно познакомиться с картой погоды, опасных конвективных явлений, звездного неба, планет. Среди разделов легко найти заметки о наблюдении за серебристыми облаками, руководство по поиску созвездий и их фотоснимки, узнать фазы Луны, время и дату весеннего и осеннего равноденствия, весеннего и осеннего солнцестояния. В разделе «Будни метеослужб» находится много интересного о работе метеорологических станций и обсерваторий.
Участники проекта следят и участвуют в мини-экспедициях, делятся своими заметками. Meteoweb — настоящая копилка знаний, где любой найдет что-то интересное — точный прогноз погоды, научные статьи, литературу по теме, статьи о нашей планете и космосе, облаках, звездах. Прогонозирование осуществляется Мет Офисом Великобритании, отличается высокой точностью, за что ресурс ценится среди альпинистов, путешественников, любителей походов, речных сплавов. Отличительная черта rp5. Показатели обновляются два раза в сутки 05:30 и 17:30 UTC , приводятся в почасовом режиме, даются на 1, 3 и 6 суток. Для тех, кто не желает разбираться в тонкостях и считывать таблицу, основное приводится в текстовом формате в виде короткой сводки. При желании легко настроить язык и единицы отображения информации, почитать новости, перейти на мобильную версию или установить приложение.
Он отличается информативностью, лаконичностью, простотой интерфейса, наличием только необходимой информации. А возможность установить приложение на мобильное устройство значительно упрощает использование сервиса. Заглянув на Яндекс. Погода можно ознакомиться с прогнозом на сегодняшний день, узнать фактическую температуру и как она ощущается, а также данные о скорости ветра, уровне влажности, давлении. Плюс приводится основная информация на каждые ближайшие 8 часов. Имеется карта, для тех, кто предпочитает отслеживать погодные изменения таким образом или следит за несколькими населенными пунктами сразу, ведь на карте удобнее менять местоположение. Сводки даются на 1, 10, 30 дней.
А еще здесь можно ознакомиться с прогнозом на каждый месяц текущего года. Достоверность таких данных сомнительна, а вот краткосрочное прогнозирование весьма точное. Погода — оптимальное решение для тех, кто ценит простоту и лаконичность. Здесь нет новостей, полезных статей, многообразия разделов. Зато приводится время восхода и захода солнца, размер светового дня, состояние Луны растущая или убывающая , колебания магнитного поля, уровень УФ-излучения. Его популярность обусловлена точностью прогнозов, понятным и удобным интерфейсом, наличием всей необходимой информации, возможностью посмотреть прогноз во всем мире, наличием приложений, что упрощает использование. В Gismeteo можно найти информацию о ближайших метеостанциях, посмотреть погоду на сегодня, завтра, 3, 10, 14 и 30 дней, узнать не только об осадках и температуре на каждые 3 часа, но и ознакомиться с влажностью воздуха, скоростью ветра, геомагнитной активностью.
Визуалы могут в один клик попасть на карту осадков, температуры, ветра и облачности, а пытливые умы почитать новости о погоде, космосе, происшествиях, природе, климатических явлениях в своем регионе или в мире.
Накануне профессионального праздника о разрабатываемой в Москве новой системе прогнозирования, экспериментах в области агрометеорологии и задачах для Российского метеорологического общества ТАСС рассказал директор Гидрометцентра РФ Роман Вильфанд. Роман Менделевич, расскажите, пожалуйста, какие прогнозы она позволит делать? Краткосрочные прогнозы — это прогнозы на период до 72 часов.
Сверхкраткосрочные — от 6 до 12 часов. А наукастинг — это прогнозирование элементов погоды на период от нескольких минут до примерно двух-трех, иногда до шести часов, которые чаще всего связаны с взрывной конвекцией. Конвекция — это процесс быстрого перемещения теплых насыщенных влагой воздушных масс от поверхности Земли в более высокие слои. При развитии таких процессов наблюдаются явления, которые представляют опасность для жизни человека, для функционирования отраслей экономики и т.
В Москве создадут систему прогноза опасных метеоявлений Атмосфера — хаотическая среда. Можно указать регионы, где создаются условия для возникновения смерча, например, но точно спрогнозировать его локализацию невозможно. Система наукастинга позволяет зафиксировать момент зарождения опасного явления и тогда спрогнозировать на два часа траекторию его перемещения, усиления или, наоборот, рассеивания энергии. Чтобы прогнозировать такие события, нужно развивать научные исследования, чтобы физические процессы в атмосфере были адекватно описаны уравнениями гидродинамики, чтобы по ним можно было воспроизвести всю трансформацию воздушной массы, энергии, ветра, температуры и т.
Кроме того, нужны очень хорошие начальные данные. Если мы хотим прогнозировать погоду на несколько ближайших часов, мы должны иметь очень густую сеть наблюдений. До сих пор этого не удавалось добиться. Теперь в рамках обсуждения Московской мэрии и Росгидромета удалось прийти к пониманию.
Эти локаторы будут расположены примерно в радиусе 200 км от центра Москвы. Дальность видимости этих локаторов около 150 км. Поэтому можно ожидать, что если на удалении около 350 км зарождается опасное явление смерч, шквал или очень сильный дождь , то его с помощью этих радаров можно будет диагностировать. Это очень важно, что уже на дальних подступах к Москве можно будет увидеть это явление.
Дальше предполагается создать еще одну эшелонированную наблюдательную систему с радиусом примерно 90 км от центра Москвы: сеть автоматических станций, расположенных на вышках операторов мобильной связи с шагом примерно 10—15 км друг от друга. На этих вышках будет так называемая система градиентных наблюдений. По высоте: один датчик примерно на высоте 5—10 м этой вышки, другой на высоте 20—30 м, третий — на 50—60 м. Они будут фиксировать изменения, которые происходят в приземном слое воздуха.
Локатор так устроен, что не может "видеть" процессы, которые находятся ниже 200 м от поверхности земли. Если на удалении около 350 км зарождается опасное явление смерч, шквал или очень сильный дождь , то его с помощью этих радаров можно будет диагностировать Еще один аналогичный "редут" — в 40—50 км от центра Москвы. Затем на МКАДе. Примерно четыре десятка станций будут расположены в тех местах, где наблюдений мало.
Сейчас наблюдательная сеть небольшая совсем, есть пробелы. Они будут заполнены. Таким образом, предполагается, что количество станций увеличится примерно на полторы сотни. Это очень много.
А это очень важно. Когда на удалении сначала прогнозируешь, а затем при перемещении видишь, совпадают или не совпадают расчеты с фактом, можно изменить модель, увидеть, в чем ее несоответствие. Кроме того, эту систему будут разрабатывать не "вообще", а конкретно для Москвы. Получив хороший результат мы очень надеемся на это , можно будет транслировать этот опыт на другие города-миллионники.
Конфигурация зданий, улиц, отражение солнечных лучей от крыш домов — все это влияет на атмосферные процессы в городе.
Представленная выше подборка ресурсов включает в себя как наиболее популярные сайты, которыми пользуются практически все метеолюбители, так и ряд более специализированных ресурсов, находящихся в почёте у профессионалов. Спутниковые снимки Спутниковые снимки облачности позволяют оценить состояние облачного покрова на обширной территории в целом, выявить некоторые его структурные особенности, а также направление движения облачности разных ярусов.
Особенно важны наблюдения за кучево-дождевой облачностью, поскольку с нею связаны такие явления, как грозы, шквалы, ливни, град, торнадо, и в ряде случаев они носят локальный характер. Кроме того, кучево-дождевая облачность может развиваться весьма стремительно , что делает наблюдения по спутниковым снимкам особенно ценными.
Менее мощные машины были бы не способны обработать такое количество данных в приемлемый срок. По состоянию на ноябрь 2016 года, в списке Top500, рейтинге самых мощных вычислительных систем мира, значилось 23 суперкомпьютера, предназначенных для прогнозирования погоды. И хотя эти 23 системы представляют собой менее пяти процентов от общего числа суперкомпьютеров в списке, они составляют более семи процентов от общей производительности списка.
В настоящее время самым мощным компьютером для прогнозирования погоды является машина Метеорологического бюро Соединенного Королевства Cray XC40, которая обеспечивает производительность 7 петафлопс и находится под номером 11 в Top500. Второй самый мощный — это спустившийся в рейтинге на 2 позиции по сравнению с прошлым годом Cheyenne, установленный в Национальном центре атмосферных исследований США NCAR. Сегодня он занимает 22 место в списке, обеспечивая производительность 4,8 петафлопса. Один петафлопс означает, что за секунду машина может совершить тысячу триллионов операций с плавающей точкой. Главный вычислительный центр Росгидромета располагает на сегодняшний день тремя вычислительными кластерами общей производительностью 62 терафлопса триллиона операций в секунду.
Новый суперкомпьютер планируют установить к концу года. Параметры его производительности не раскрываются. Актуальность в нем назрела после урагана, который произошел в Москве 29 мая. Тогда погибло 18 человек. По словам Романа Вильфанда, для окончательной настройки компьютера потребуется еще от 6 до 8 месяцев.
Но прогнозы высокого разрешения для Московского региона с шагом в километр появятся еще позже — к концу 2019 года. Методы прогнозирования погоды Считается, что предсказание погоды является конечной целью исследования атмосферы. Прогнозирование отмечается как наиболее развитая область в метеорологии. Природа современного прогнозирования погоды достаточно сложна. Принято выделять три метода научного прогнозирования погоды: синоптическое прогнозирование погоды, численный он же гидродинамический метод и статистический.
Синоптическое прогнозирование — это традиционный подход к прогнозированию погоды. До конца 1950-х годов этот метод использовался как основной. Он основывается на построении и анализе синоптических карт, изображающих атмосферные условия в конкретный момент времени. На них выделяются отдельные объекты циклоны, антициклоны, атмосферные фронты и т. Современный метеорологический центр ежедневно готовит серию синоптических карт.
Такие карты составляют основу прогнозов погоды. Задача подготовки синоптических карт на постоянной основе включает в себя сбор и анализ огромного количества данных наблюдений, полученных с множества метеорологических станций. Первую карту погоды составил французский математик, директор Парижской обсерватории Урбен Леверье 19 февраля 1855 года. Этот процесс отнял немало времени. Ее составили на основе данных, полученных по телеграфу из нескольких городов Европы.
Разносторонний Леверье также известен тем, что на основании его расчетов была открыта планета Нептун. На основе тщательного изучения метеорологических карт на протяжении многих лет были сформулированы определенные эмпирические правила. Эти правила помогают метеорологам оценить скорость и направление движения погодных систем. Например, когда известен тип погоды, создаваемой вдоль фронта, а также скорость и направление движущейся бури, можно сделать довольно точный прогноз погоды для выбранной местности. Но из-за внезапных изменений в циклонической системе эти прогнозы действительны на протяжении лишь короткого периода времени, скажем, в течение нескольких часов или дня.
Прогнозирование на более длительный период уже затруднительно. Численный метод включает в себя много математики.
Роман Вильфанд: вопрос использования "больших данных" обсуждается во всем метеорологическом мире
Такой прогноз называется наукастинг, обычно он делается на ближайшие часы (до 2-6 часов вперед). Прогноз осадков на 2 часа (наукастинг). На портале "Метеовести" центра погоды "Фобос" сообщается, что на Москву надвигается новая холодная и дождливая волна. Прогноз осадков на ближайшие 2-6 часов / скриншот с сайта Гидрометцентра России.
12 самых точных сайтов прогноза погоды
It became possible to receive inputs every minute and achieve greater accuracy in short-term forecasting. Several countries have developed nowcasting programs as previously mentioned. The World Meteorological Organization WMO supports these efforts and held test campaigns of such systems at various occasions. In 2009, WMO has even organized a symposium devoted to Nowcasting. Archived from the original on June 5, 2016. Retrieved May 9, 2016.
Такие условия отмечаются в северной половине Европейской части, которую заморозил Арктический 05. Массы студеного арктического воздуха, проникшие на территорию России, продолжают выхолаживаться в условиях континента и большой продолжительности ночи и удерживают значительную отрицательную аномалию температуры. Подробнее 05.
Преимущества модульного метео-информационного комплекса Модульная система дает возможность гибко настроить только необходимые параметры отображения для каждого партнера, что дает ряд преимуществ: Оптимальная стоимость абонентского обслуживания комплекса информации. Дает возможность сосредоточится только на необходимой информации. Высокая скорость работы комплекса и снижение объема передачи данных. Результаты расчетов отображаются в виде графиков с возможностью наложения друг на друга для удобного сравнения между собой и текущим фактическим состоянием погоды, а также в виде анимированных карт.
А ещё сервис пришлёт пуш-уведомление и напомнит захватить зонтик или варежки. История Яндекс. Погоды началась в далёком 2000 году, тогда сервис выглядел иначе. Первые прогнозы на базе технологии Meteum В 2000 году Яндекс. Погода была всего лишь погодным виджетом внешнего сервиса «Метео-ТВ». Позже в команде появились выделенные менеджер и разработчик, которые наладили показ на сайте Яндекса метеопрогноза от финской компании Foreca. Версия Яндекс. Погоды, которую мы видим сейчас, начала формироваться в 2015 году, когда была запущена первая версия технологии Meteum , а Яндекс перестал быть ретранслятором чужих данных и начал сам строить прогнозы. Сначала сервис работал в пилотном режиме и показывал прогноз для Центрального и Уральского округов, поскольку там базировались основные силы разработки. Ребята из команды в буквальном смысле тестировали сервис на себе, это позволяло быстро находить и исправлять неточности. В основе технологии Meteum лежали три источника данных о погоде: прогноз от Foreca, от американского метеоцентра, и собственные данные Яндекса, которые рассчитывались на кластере из сотни вычислительных машин с помощью модели Weather Research and Forecasting Model WRF.
осадки в Европе
Радарами покрыта практически вся территория, причем восточная часть страны с большим запасом. Именно поэтому краткосрочный прогноз погоды в Вашингтоне и Нью-Йорке считается одним из самых точных на планете. В России сейчас также реализуется программа развития радиолокационной сети, новые радары строятся, прежде всего, в Центральном регионе, на юге Сибири и Дальнего Востока. Они, как и другие типы метеорологических станций, измеряют такие параметры, как температура воздуха над поверхностью океана, скорость ветра постоянная и порывистая и направление, барометрическое давление. Поскольку погодные буи находятся в водоемах, они также измеряют температуру поверхности моря и высоту волн.
Полученные данные обрабатываются и могут регистрироваться на борту буя, а затем передаваться по радио, сотовой или спутниковой связи в метеорологические центры для использования в прогнозировании погоды. Используются как пришвартованные буи, так и дрейфующие, в том числе и в открытых океанских течениях. Фиксированные буи измеряют температуру воды на глубине до 3 метров. Для измерения параметров атмосферы непосредственно в ее «толще» в воздух запускаются метеозонды.
Они измеряют параметры атмосферы и по радио передают данные обратно на аэрологические станции наблюдений. Во всем мире действует порядка 870 станций метеорологического зондирования, из них 115 — на территории нашей страны. Вот только с 2015 года Росгидромет стал запускать метеозонды для изучения атмосферы в два раза реже. Вместо ежедневного двухразового зондирования российские метеорологи перешли на одноразовое.
Отразилось это на качестве прогнозов погоды не только в нашей стране, но и, например, в соседнем Китае, прогнозы в котором во многом зависят от данных российских метеостанций. Выше метеозондов наблюдают за погодой метеоспутники. Но и здесь все не так просто. Россия имеет четыре метеоспутника.
Находясь постоянно в одной точке над Землей, он снимает целиком все Восточное полушарие планеты. Космический аппарат этой серии с высоты 35 786 км способен проводить многоспектральную съемку в видимом и инфракрасном диапазонах с разрешением 1 км и 4 км соответственно. Снимки делаются каждые полчаса. Низкоорбитальные спутники «Метеор-1» и «Метеор-2» имеют более низкую орбиту — 825 километров, это позволяет получать более детальную информацию, чем при использовании расположенных на гораздо более высокой орбите геостационарных спутников.
Оба космических аппарата выведены на солнечно-синхронную орбиту. Вот только «Метеор-1» тоже не функционирует, на орбите он еще находится, но картинку уже не дает. Таким образом, у нашей страны на сегодняшний день только два действующих метеоспутника. Для сравнения, у США на орбите постоянно работают пять метеоспутников и еще один аппарат находится в резерве.
Однако стоить сказать, что еще восемь лет назад российских метеорологических спутников в космосе не было совсем. Даже особо точные военные карты с грифом «совершенно секретно» составлялись на основе данных с американских спутников. Благодаря именно спутниковым наблюдениям удается существенно повысить точность прогнозов погоды. Прибор позволяет создавать трехмерные карты температуры воздуха и поверхности, водяного пара и свойств облаков.
Имея 2378 спектральных каналов, AIRS дает разрешение более чем в 100 раз больше, чем предыдущие инфракрасные зонды, и обеспечивает более точную информацию о вертикальных профилях атмосферной температуры и влажности. AIRS также может измерять следовые парниковые газы, такие как озон, угарный газ, двуокись углерода и метан. Если вы слышите о том, что озоновый слой над Антарктидой начал восстанавливаться , то это благодаря AIRS, который и это замечает. Есть и другие способы наблюдения за погодой из космоса.
Метод скаттерометрии позволяет дистанционно определять скорость и направление ветра в океанах. Скаттерометр — это микроволновой радар, сканирующий поверхность океана и позволяющий измерять удельную эффективную площадь рассеяния, что дает возможность восстанавливать параметры приводного ветра.
Однако в Нидерландах таких катастрофических последствий не было, потому что они имеют многовековой опыт борьбы с наводнениями и приспосабливаются к ним по мере возможности. Поэтому каждый случай нужно рассматривать отдельно и перенимать опыт других стран, насколько это возможно, чтобы применить его на своей территории и в своих условиях. Рост числа аномальных погодных явлений связан как раз с изменением климата или для этого есть и другие причины? Основное, конечно, это изменение климата. Но стоит учитывать, что все, что происходит, складывается из двух факторов: антропогенного и внутреннего. Антропогенный фактор — влияние человека на окружающую среду, а внутренний — крупномасштабные процессы в самой климатической системе, которые бывают цикличными. Например, когда мы говорим о температурных рекордах, то обычно они совпадают с годами так называемого эффекта Эль-Ниньо — явления, в результате которого экваториальная часть Тихого океана становится теплее обычного не более чем на три градуса. Если говорить в целом, то я повторю: если посчитать среднее значение за этот век, то происходит примерно одно неблагоприятное природное явление в день.
Однако, как я уже упоминал, это связано с большой территорией, поэтому ситуация может меняться. В 2018 году было 465 событий, в 2019 — 346, затем — 372, 417, 300 и 334 в 2022 году, а в 2023 году — 448. Мы видим, что число событий колеблется вокруг цифры 400. По сравнению с концом прошлого века это много, но рост все же не является линейным. Что может сделать человек, чтобы обезопасить себя от климатических угроз? На Западе обращаются к каждому, начиная с маленьких компаний и отдельных школ. В нашей стране структура немного иная, и серьезные изменения могут быть внесены федеральными властями и местными властями. То есть местная администрация может принимать решения, которые имеют последствия. Например, наладить хорошую систему оповещения населения, отрегулировать систему водоотведения в городе и т. Что касается отдельного человека, то возможности каждого из нас не очень велики, но и не так малы, как может показаться.
Например, представим себе такую ситуацию: скоро лето, и вы собираетесь на шашлыки. По каким-то причинам вы не очень хорошо потушили костер. Вы оставили бутылки, которые не хотели нести домой. Они могут работать как лупа, и происходит возгорание. Известно, что из всех лесных пожаров 90 процентов вызваны человеком и только 10 процентов — естественными причинами, в основном молниями Или другой классический пример: человек уходит из комнаты, особенно из нежилой, не выключая свет. Таким образом вы расходуете лишнюю электроэнергию, которую нужно производить. В результате растут выбросы тех же парниковых газов и т. Опять же раздельный сбор мусора — россияне не привыкли к этому. Западный человек тоже не привык, но он дисциплинирован тем фактом, что в случае нарушения ему придется заплатить большой штраф. Если мы относимся к этому осознанно, то мы в меру своих сил способствуем созданию более здоровой экологической обстановки, и это влияет на климат.
Что думаешь?
Погоды Nowcasting — это сверхкраткосрочный прогноз погоды до 2—6 часов с шагом в 5—15 минут, предсказывающий поведение погодных явлений с коротким жизненным циклом. Такой прогноз в той или иной степени сводится к задаче экстраполяции наблюдаемых метеорологических явлений, так как настоящие тяжёлые физические модели для него менее приспособлены и не могут оперативно учитывать быстро меняющие условия. Раз мы говорим о карте осадков, нам интересен источник данных об областях скопления влаги в воздухе, обладающий относительно высокой частотой обновления. Лучше всего для этого подходят метеорологические радары, предоставляющие такую информацию напрямую в виде изображений, и геостационарные спутники, снимки с которых надо предварительно обработать.
При этом можно интерпретировать кадр как обычную картинку и свести задачу к работе с видеоизображением. Рисунок 2. Пример изображений с метеорологического радара. Вверху: пример входных кадров для модели. Внизу: ожидаемые кадры во время предсказания.
Карты отображают следующие характеристики: количество осадков за период, количество осадков накопленное, температура воздуха и другие основные метеопараметры у поверхности земли и на основных изобарических поверхностях. Рекомендуемое применение Резервирование уборочной техники и работников для оперативного устранения последствий ожидаемых негативных погодных явлений ливни, снегопады, гололед, сильные порывы ветра, грозы Заблаговременная подготовка коллектива и рабочей инфраструктуры, зависимой от погоды, к эксплуатации при возникновении негативных погодных условий. Своевременное проведение профилактических работ, направленных на минимизацию рисков при негативных явлениях погоды. Планирование работ, требующих определенных погодных условий отсутствие порывов ветра, необходимое состояние рабочих поверхностей, температурные режимы, заданная влажность.
осадки в Европе
Метод скаттерометрии позволяет дистанционно определять скорость и направление ветра в океанах. Скаттерометр — это микроволновой радар, сканирующий поверхность океана и позволяющий измерять удельную эффективную площадь рассеяния, что дает возможность восстанавливать параметры приводного ветра. Радар «видит» волны и определяет куда и с какой скоростью дует ветер. Первый такой прибор был установлен на борту американского космического аппарата SeaSat в 1978 году и впервые доказал возможность точного измерения скорости ветра с орбиты. На орбите уже работало большое количество спутников-скатеррометров. Подобный инструмент RapidScat был установлен на Международной космической станции и действовал с сентября 2014 года по август 2016 года.
Создание полномасштабной группировки спутников-скатеррометров позволит более эффективно осуществлять прогнозирование морских штормов, изучать океаническую циркуляцию, взаимодействие атмосферы и океана и их влияние на погоду и глобальный климат. Суперпомощники «Прогноз погоды — это решение сложной математической задачи. В рамках системы уравнений описываются законы атмосферной циркуляции, притока тепла, вертикальных движений. Это очень сложная система, и решать ее можно только на суперкомпьютерах», — объясняет Роман Вильфанд. Сама идея создания прогноза погоды с использованием динамических уравнений была впервые выдвинута английским математиком Льюисом Фраем Ричардсоном еще в 1922 году.
Он понял, что динамику атмосферы можно моделировать, выполняя тысячи уравнений, тем самым имея возможность прогнозировать погоду. Однако в докомпьютерный век существовал единственный вариант применения данного численного метода — вручную. Ричардсон подсчитал, что потребуется 64 тысячи человек для выполнения расчетов, необходимых для своевременного качественного прогноза. И хотя это было непрактично, его теория легла в основу прогнозирования погоды по мере совершенствования технологии. Сегодня по всей планете ежедневно и ежечасно собираются миллиарды метеорологических данных, зарегистрированных наземными метеорологическими станциями, метеозондами, океанскими буями и метеорологическими спутниками.
Весь этот поток погодных данных направляется в центры обработки метеорологической информации, оснащенные, как правило, самыми современными компьютерами, так как прогноз на завтра нужен уже сейчас, а не завтра или через неделю. Менее мощные машины были бы не способны обработать такое количество данных в приемлемый срок. По состоянию на ноябрь 2016 года, в списке Top500, рейтинге самых мощных вычислительных систем мира, значилось 23 суперкомпьютера, предназначенных для прогнозирования погоды. И хотя эти 23 системы представляют собой менее пяти процентов от общего числа суперкомпьютеров в списке, они составляют более семи процентов от общей производительности списка. В настоящее время самым мощным компьютером для прогнозирования погоды является машина Метеорологического бюро Соединенного Королевства Cray XC40, которая обеспечивает производительность 7 петафлопс и находится под номером 11 в Top500.
Второй самый мощный — это спустившийся в рейтинге на 2 позиции по сравнению с прошлым годом Cheyenne, установленный в Национальном центре атмосферных исследований США NCAR. Сегодня он занимает 22 место в списке, обеспечивая производительность 4,8 петафлопса. Один петафлопс означает, что за секунду машина может совершить тысячу триллионов операций с плавающей точкой. Главный вычислительный центр Росгидромета располагает на сегодняшний день тремя вычислительными кластерами общей производительностью 62 терафлопса триллиона операций в секунду. Новый суперкомпьютер планируют установить к концу года.
Параметры его производительности не раскрываются. Актуальность в нем назрела после урагана, который произошел в Москве 29 мая. Тогда погибло 18 человек. По словам Романа Вильфанда, для окончательной настройки компьютера потребуется еще от 6 до 8 месяцев. Но прогнозы высокого разрешения для Московского региона с шагом в километр появятся еще позже — к концу 2019 года.
Методы прогнозирования погоды Считается, что предсказание погоды является конечной целью исследования атмосферы. Прогнозирование отмечается как наиболее развитая область в метеорологии. Природа современного прогнозирования погоды достаточно сложна. Принято выделять три метода научного прогнозирования погоды: синоптическое прогнозирование погоды, численный он же гидродинамический метод и статистический.
На карте качества воздуха вы увидите области как с чистым воздухом, так и области загрязнения воздуха различными примесями по европейскому стандарту CAQI: 0 - воздух абсолютно чистый, 100 - воздух крайне загрязнен. На сайте «Метеосервис. Погода в Москве и Санкт-Петербурге представлена с точностью до районов, на очереди другие крупные города России. Опыт показывает, что прогнозирование погоды в Москве с точностью до улицы или дома не имеет особого смысла: при значительном увеличении вычислений, точность прогнозов растет на доли процента.
Поделиться Новая карта осадков в «Яндекс погоде» — с прогнозом на сутки вперед «Яндекс погода» обновила карту осадков. Теперь она показывает прогноз на целые сутки вперед. Пользователи смогут увидеть, как будут перемещаться тучи до конца дня и завтра, и, исходя из этого, строить планы. Об этом CNews сообщили представители « Яндекса ».
Рисунок 2. Пример изображений с метеорологического радара. Вверху: пример входных кадров для модели. Внизу: ожидаемые кадры во время предсказания. Здесь , а Мы предсказываем на два часа вперёд с шагом 10 минут. Это 12 кадров плюс ещё несколько про запас на случай перебоя в поставке данных с радара. Чаще всего решение такой задачи сводится либо к применению алгоритмов optical flow 1, 2, 3 , либо к нейросетевым методам 1, 2, 3, 4, 5, 6. Долгое время в продакшене у нас работал алгоритм на основе optical flow, который мы смогли натюнить таким образом, что он побил по метрикам нашу предыдущую нейросетевую архитектуру. Далее расскажем о том, как мы наконец обошли optical flow и сделали более качественный прогноз с использованием нейросетей.
Классификация современных прогнозов погоды
Смотрите карты погоды высокого разрешения с центром в Спутнике с почасовыми прогнозами погоды осадков, облачности, анимации ветра, температуры, атмосферного давления и индекса качества воздуха. Совместная технология детерминистского наукастинга и сверхкраткосрочного прогноза осадков на основе экстраполяции данных. Новости. Телеграм-канал @news_1tv. Актуальные новости о погоде и окружающей среде. Наукастинг в реальной жизни — по крайней мере, в головах менеджеров — выглядит либо как уведомление человеку в виде текста или пуш-нотификации, либо как карта осадков, которая движется со временем.