Modele prognozy pogody

Prognoza krótkoterminowa

Model ALARO

ALARO (ALADIN and AROME) jeden z numerycznych modeli pogody systemu ALADIN, rozwijany głównie przez kraje grupy RC LACE. Fizyka modelu ALARO zdefiniowana jest w ten sposób, aby mogła z powodzeniem przewidywać pogodę w skalach tzw. „szarej strefy” czyli pomiędzy prognozami mezoskalowymi o skalami pozwalającymi na rozwiązywanie problemów konwekcyjnych. Model ALARO wykorzystywany jest operacyjnie przez wiele krajów konsorcjów ALADIN i HIRLAM w prognozach deterministycznych, probabilistycznych i badaniach klimatu. W IMGW-PIB działa operacyjnie od 2014 roku na siatce o rozdzielczości przestrzennej 4 km i 70 poziomach wertykalnych. Prognozy liczone są 4 razy dziennie do 72 godzin.

Model AROME

AROME (Application de la Recherche a l’Operationnel a Meso-Echelle) jeden z numerycznych modeli pogody systemu ALADIN, rozwijany głównie przez Meteo France. Miał na celu prognozowanie pogody na siatkach o rozdzielczościach poniżej 2.5 km. Wykorzystywany jest z powodzeniem na całym świeci i służy prognozom groźnych zjawisk pogodowych, badaniom klimatu i coraz częściej jako model nowcastinowych, uruchamiany w systemach typu RUC (Rapid Update Cycle) w domenach o rozdzielczościach przestrzennych rzędu 1 km. W IMGW-PIB działa operacyjnie od 2015 roku na siatce o rozdzielczości przestrzennej 2 km i 70 poziomach wertykalnych. Prognozy liczone są 4 razy dziennie na 30 godzin.

WRF METEOPG

jest prognostycznym systemem pogodowym, operacyjnie pracującym i rozwijanym od 2018 roku w Centrum Informatycznym TASK na Politechnice Gdańskiej przez zespół prof. Mariusza Figurskiego z Katedry Geodezji Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska PG, który wykorzystuje niehydrostatyczny model WRF (Weather Research and Forecasting). Prognozy z WRF METEOPG udostępniane są do IMGW-PIB na mocy podpisanego porozumienia o współpracy między Politechniką Gdańską i Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej z 2019 roku. W systemie zastosowano wysokorozdzielcze dane geograficzne (min. obejmujące topografię, szorstkość podłoża, użytkownie gruntów) i zoptymalizowaną parametryzacją fizyki dla Europy Środkowej. Operacyjny model wykorzystuje trzy siatki zanurzone o rozdzielczościach odpowiednio 12.5, 2.5 i 0.5 km na 50 wertykalnych hybrydowych poziomach obliczeniowych . Siatka pierwsza obejmuje kontynent europejski, druga obszar Polski, a trzecia województwa pomorskiego. W systemie można również aktywować kolejne siatki o rozdzielczości 0.5 km dla wskazanych obszarów Polski np. Tatr i Podhala. Do prognozowania pogody asymilowane są dane z globalnego modelu GFS (Global Forecast System) o rozdzielczości 0.25°, który zawiera w sobie sprzężone modele atmosfery, gleby i oceanu. Alternatywnie system może asymilować dane z modelu europejskiego ICON-EU (Icosahedral Nonhydrostatic for Europe) o rozdzielczości 6.6 km lub pobierać dane wejściowe z modeli IMGW COSMO (Consortium for Small-Scale Modeling) i ICON-LM oraz ERA5 z ECMWF (European Center for Medium-range Weather Forecast). System WRF METEOPG w ciągu doby uruchamiany jest dla czterech głównych terminów synoptycznych 00, 06, 12 i 18 z czasem prognozy wynoszącym 60 godzin dla wszystkich siatek obliczeniowych. System obliczeniowy prognozowania pogody pracuje na superkomputerze „TRYTON” wykorzystując 24 węzły obliczeniowe.

Dział Prognoz Numerycznych COSMO

COSMO (Consortium for Small-Scale Modeling) jest mezoskalowym modelem meteorologicznym rozwijanym w ramach międzynarodowej współpracy konsorcjum COSMO, do którego IMGW-PIB należy od roku 2003. Model ten wykorzystuje system analizy i asymilacji danych pomiarowych, pozwalający na poprawę warunków początkowych prognozy, dostarczanych z modelu globalnego ICON (liczonego w DWD). Wyniki modelu wykorzystywane są jako dane wejściowe do modeli hydrologicznych opad-odpływ, modeli nowcastingu i falowania oraz służą zespołom synoptyków do przygotowania codziennych prognoz, ostrzeżeń i komunikatów pogodowych. Model COSMO uruchamiany jest w IMGW-PIB cztery razy na dobę w terminach 00, 06, 12, 18 UTC, na siatkach o dwóch rozdzielczościach horyzontalnych. Prognozy na siatce 7km, pokrywające centralną część Europy i cały obszar Morza Bałtyckiego wykonywane są z wyprzedzeniem do 78 godzin. Prognozy na gęstszej siatce o rozdzielczości 2.8 km, pokrywające obszar Polski i część powierzchni krajów ościennych mają wyprzedzenie do 48 godzin.

Prognoza średnioterminowa

Model GFS

Global Forecast System (GFS) – globalny system prognozowania pogody krótko i średnioterminowej, obsługiwany przez służbę meteorologiczną USA – National Weather Service (NWS). Wyniki modelu są udostępniane bezpłatnie do wszelkich zastosowań, także komercyjnych.

Najważniejszym składnikiem systemu GFS jest numeryczny model prognozy pogody. Od czerwca 2019 roku model ten działa z nową wersją rdzenia dynamicznego FV3 (Finite-Volume on a Cubed-Sphere) o globalnej rozdzielczości ~13km i 64 poziomach w pionie. Wyniki modelu są jednakże udostępnianie na siatkach o mniejszych rozdzielczościach 0.25deg (~27km), 0.5deg (~55km) oraz 1deg (~111km).

Model GFS uruchamiany jest cztery razy w ciągu doby i generuje maksymalnie 16-dniowe (384 godziny) prognozy pogody. Dla siatki 0.25 deg w zakresie do 120 godzin (5 dni) interwał prognozy wynosi 1 godzinę; natomiast prognoza powyżej 120 godzin (5-16 dni) dostępna jest z interwałem 3-godzinnym. Prognozy na siatkach 0.5deg oraz 1deg dostępne są ze stałym interwałem 3-godzinym.

Model GFS, wraz z europejskim modelem ECMWF (European Center for Medium-range Weather Forecast), oraz kanadyjskim GEM (Global Environmental Multiscale Model) należy do najpowszechniej wykorzystywanym modeli numerycznych na świecie. W IMGW-PIB wykorzystuje się także wyniki modeli globalnych ARPEGE (Météo-France) oraz ICON (Deutscher Wetterdienst) do zasilania modeli lokalnych (odpowiednio ALARO/AROME oraz COSMO).