SYNOP
Aktualne dane meteorologiczne ze stacji synoptycznych IMGW-PIB. Aktualizowane co godzinę (temperatura powietrza, ciśnienie, prędkość i kierunek wiatru, porywy wiatru, wilgotność, widzialność) lub raz na dobę (temperatura maksymalna w dzień, temperatura minimalna w nocy, średnia dobowa temperatura, temperatura minimalna przy gruncie w nocy, grubość pokrywy śnieżnej, zmiana ciśnienia). Stacje synoptyczne to stacje meteorologiczne opracowujące depeszę SYNOP, która jest szyfrowana według obowiązującego na całym świecie międzynarodowego klucza.Opad (RainGRS)
System RainGRS generuje estymowane pola opadu z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną (10 min, 1 km). Wejściem są dane dostarczane przez różne techniki pomiarowe: sieć deszczomierzowa IMGW-PIB, sieć radarowa POLRAD uzupełniona o dane z radarów zagranicznych, oraz pomiary satelitarne Meteosat. Wszystkie dane są weryfikowane i korygowane dedykowanymi algorytmami. Łączenie poszczególnych danych wejściowych odbywa się za pomocą algorytmu kombinacji warunkowej, uwzględniającego także ilościową informację o rozkładzie przestrzennym ich jakości.Odbiciowość radarowa (CMAX)
Wielkością mierzoną przez radary meteorologiczne jest odbiciowość radarowa, wyrażona w jednostkach dBZ, skorelowana z natężeniem opadu. Prezentowany produkt CMAX (column maximum) wizualizuje maksymalną wartość odbiciowości w całej kolumnie atmosfery nad danym pikselem, bez względu na wysokość, na której ona wystąpiła. W odróżnieniu od pola opadu, produkt CMAX uwzględnia także wodę występującą w chmurach na wyższych wysokościach, a nie tylko tę, która dochodzi do powierzchni ziemi.Wyładowania (LIGHTNING)
Dane o wyładowaniach atmosferycznych są dostarczane przez automatyczny system PERUN działającym w oparciu o rejestrację towarzyszących wyładowaniom sygnałów radiowych ultrakrótkich VHF i długich LF. Lokalizuje on wyładowania z dokładnością przestrzenną do 0,5 km i skutecznością około 95% przy wyładowaniach doziemnych. Dane z tego systemu są dostarczane co minutę w postaci raportów informujących o poszczególnych wyładowaniach. Dane dostarczane przez system detekcji wyładowań burzowych PERUN są przetwarzane aplikacją LIGHTNING, która przeprowadza kontrolę ich jakości i generuje mapy obrazujące liczbę wyładowań w okręgu o promieniu 5 km w ciągu ostatnich 10 min. Generowane są dwa pola z liczbą wyładowań: doziemnych (CG) oraz łącznie doziemnych i wewnątrzchmurowych (CG + IC), z rozdzielczością przestrzenną 1 km.Modele ultrakrótkoterminowe (nowcastingowe)
Modele nowcastingowe są to modele prognostyczne oparte na ekstrapolacji danych pomiarowych, które uwzględniają również ewolucję danego pola meteorologicznego. Dzięki temu, że prognozy te są w dużym stopniu oparte na danych pomiarowych, a w przypadku opadu głównie teledetekcyjnych (czyli przede wszystkim z radarów meteorologicznych polskiej sieci radarowej POLRAD, a także z radiometrów satelitarnych), cechują się one dużą wiarygodnością oraz wysoką rozdzielczością czasową (5-10 min) i przestrzenną (1 km), ale z drugiej strony ich czas wyprzedzenia jest ograniczony do kilku godzin, a w przypadku opadu do około 2 godzin. Główne modele prognoz nowastingowych działające w IMGW-PIB to SCENE i MERGE dla pola opadu oraz INCA-PL2 dla pozostałych pól meteorologicznych. Warunki początkowe dla prognoz opadu, którymi są bieżące pola opadu, wyznacza system RainGRS. Modele LIGHTNING, RainGRS, SCENE, MERGE, i Thunderstorm Prediction (TSP) zostały opracowane w Zakładzie Nowcastingu CMM, IMGW-PIB (model INCA-PL2 udostępniła austriacka służba meteorologiczna ZAMG).Model INCA-PL2
System INCA-PL2 przeznaczony do prognoz nowcastingowych podstawowych pól meteorologicznych poza opadem, jest zmodyfikowaną wersją modelu INCA opracowanego przez austriacką służbę meteorologiczną (ZAMG). Prognozy te są generowane na podstawie pól prognostycznych z modelu mezoskalowego AROME oraz aktualnych pomiarów telemetrycznych, przy uwzględnieniu wpływu orografii terenu. Dla danych bieżących stosowany jest 10-min krok czasowy. Dla prognoz stosowany jest 1-godz. krok czasowy, z takim krokiem są one również uaktualniane, przy czym ich czas wyprzedzenia wynosi do 8 godz. Rozdzielczość przestrzenna wszystkich produktów INCA-PL2 wynosi 1 km.Model MERGE (opad)
System MERGE produkuje prognozy hybrydowe opadu całkowitego i opadu śniegu. Łączone są prognozy nowcastingowe, generowane przez model SCENE, z prognozami mezoskalowymi z modelu AROME. Prognoza powstaje przez zastosowanie funkcji wagowej nadającej różne wagi tym dwóm prognozom; przy krótszych czasach wyprzedzenia większą wagę mają prognozy SCENE. Krok czasowy prognoz wynosi 10-min, a czas wyprzedzenia do 8 godz., przy zachowaniu wysokiej, 1-km rozdzielczości przestrzennej. Prognozy są uaktualniane co 10 minut.Model TSP (Thunderstorm Prediction) (burze)
Model TSP służy do detekcji burz i określania ich intensywności oraz prawdopodobieństwa wystąpienia, a także do prognozowania tych wielkości co 10 min, z czasem wyprzedzenia do 1 godz., z 1-km rozdzielczością przestrzenną. Dane wejściowe do modelu pochodzą z następujących systemów pomiarowych: PERUN (przetworzone modelem LIGHTNING, w tym pole lightning jump), sieć radarowa POLRAD (w postaci różnych tzw. produktów) oraz sieć satelitów Meteosat (przetworzone oprogramowaniem EUMETSAT NWC-SAF). W modelu TSP wykorzystano algorytm SVM (support vector machines) do detekcji burz i klasyfikowania ich intensywności oraz do prognozowania ich dalszego rozwoju. Do prognozowania przemieszczania się poszczególnych komórek burzowych wykorzystuje się pola wektorów z modelu nowcastingowego SCENE.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.Model 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.Model WRF METEOPG
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.WRF ICON
WRF ICON jest eksperymentalnym modelem opracowanym w ramach projektu obliczeniowego w Centrum Informatycznym TASK „Parametryzacja i opracowanie mezoskalowego numerycznego modelu pogody WRF wysokiej rozdzielczości z asymilacją danych meteorologicznych i GNSS”. Model jest implementacją modelu WRF (Weather Research and Forecasting) opracowanego w NCAR. W celu uniknięcia dużego skoku z rozdzielczości danych wejściowych do rozdzielczości modelu wynoszącej 2.5km, w implementacji WRF ICON do inicjalizacji i warunków początkowych i bocznych w całości wykorzystywany jest model ICON-EU z siatką 6,5 km, model jest inicjowany przez pobranie 61 poziomów modelu ICON-EU atmosfery i 6 poziomów gleby w trzy godzinnych interwałach. Zapewnia to niezwykle szczegółową inicjalizację, a marginalne błędy domeny są zredukowane do minimum. Implementacja danych początkowych z modelu ICON-EU jest autorskim rozszerzeniem prof. Mariusz Figurskiego, który dokonał przebudowy modelu WRF v4.3 w celu wykorzystania danych początkowych zarówno z modelu ICON-EU, jak również modelu globalnego ICON o rozdzielczości 13km. Ze względu na nowe rozwiązania w schemacie NOAH-MP WRF v4.3 związane z obliczaniem procesów hydrotermalnych symulujących zachowanie pokrywy śnieżnej na gruncie oczekiwane jest również lepsze zachowania modelu w warunkach zimowych, gdy grunt jest pokryty śniegiem. Dużą nowością w wersji WRF 4.3 jest inicjalizacja chmur początkowych z wilgotności względnej warunków początkowych, dzięki czemu wyeliminowany został stosunkowo długi okres powstawania chmur i opadów w modelu w okresie rozpędzania modelu. W fazie testów model wykazał znacznie lepsze charakterystyki w symulacji konwekcji, a dzięki zastosowaniu schematu IEVA do sterowania kryterium stabilności pionowej poprawiona została niezawodność numeryczna modelu, a także szybkość symulacji, ponieważ schemat IEVA pozwala na zastosowanie większego maksymalnego kroku czasowego w zastosowaniu adaptacyjnego kroku całkowania, utrzymując stabilność modelu nawet przy wyższych pionowych wartościach CFL. W wersji eksperymentalnej model WRF ICON v4.3 jest uruchamiany raz na dobę dla terminu 00:0, a długość prognozy wynosi 120 godzin.WRF GFS MEDIUM
WRF GFS MEDIUM jest eksperymentalnym modelem średnioterminowym opracowanym w ramach projektu obliczeniowego w Centrum Informatycznym TASK „Parametryzacja i opracowanie mezoskalowego numerycznego modelu pogody WRF wysokiej rozdzielczości z asymilacją danych meteorologicznych i GNSS”. Model jest implementacją modelu WRF (Weather Research and Forecasting) opracowanego w NCAR. Model WRF GFS MEDIUM do zdefiniowania warunków początkowych i bocznych wykorzystuje model GFS v16. Prognoza jest realizowana na dwóch zagnieżdżonych domenach ze sprzężeniem zwrotnym o rozdzielczościach horyzontalnych odpowiednio 12 km (Europa) i 4 km Polska oraz 50 poziomach wertykalnych. Do zwiększenia prędkości symulacji w modelu WRF GFS MEDIUM zastosowano całkowanie z adaptacyjnym krokiem całkowania. Wprowadzono rozszerzenie dotyczące asymilacji pól hydrometeorów dostępnych w modelu GFS v16 polepszające prognozowanie pól opadowych. Model jest inicjalizowany przez pobranie 34 pól ciśnieniowych oraz 4 poziomów gleby z modelu globalnego GFS v16. Parametryzacja modelu jest identyczna z parametryzacją modelu WRF ICON. W wersji eksperymentalnej model jest uruchamiany raz na dobę dla terminu 12:00, a długość prognozy wynosi 384 godziny.ECMWF
Model ECMWF EPS 46 oparty jest na operacyjnych danych prognostycznych Europejskiego Centrum Prognoz Średnioterminowych (European Centre for Medium-Range Weather Forecast, ECMWF), które IMGW-PIB na bieżąco otrzymuje dzięki umowie zawartej w 2020 roku. Model ECMWF EPS 46 dostarcza 2 razy w tygodniu prognozę temperatury powietrza i opadu na następne 46 dni, w postaci tygodniowych rozwiązań. Prognozowane parametry pozyskuje się z 50 realizacji tego samego wyprzedzenia, różniących się między sobą parametryzacją (tzw. prognoza wiązkowa).Prognoza długoterminowa na 4 miesiące
W IMGW-PIB, podobnie jak w innych ośrodkach meteorologicznych na całym świecie, średnią miesięczną temperaturę powietrza/miesięczną sumę opadów atmosferycznych dla danego miesiąca prognozuje się w odniesieniu do normy wieloletniej przyjmowanej za okres 1991-2020. Wartości średniej miesięcznej temperatury/miesięcznej sumy opadów z tego 30-letniego okresu sortuje się od najniższej do najwyższej, 10 najniższych wartości wyznacza średnią temperaturę/sumę opadów w klasie „poniżej normy”, 10 środkowych „w normie”, a 10 najwyższych „powyżej normy”. Gdy przewidywana jest średnia temperatura/suma opadów: – powyżej normy można zakładać, że prognozowany miesiąc będzie cieplejszy/bardziej mokry od co najmniej 20 obserwowanych, tych samych miesięcy w latach 1991-2020, – poniżej normy można zakładać, że prognozowany miesiąc będzie chłodniejszy/bardziej suchy od co najmniej 20 obserwowanych, tych samych miesięcy w latach 1991-2020, – w normie można zakładać, że prognozowany miesiąc będzie podobny do typowych 10 obserwowanych, tych samych miesięcy w latach 1991-2020. Opracowując końcową prognozę miesięczną, IMGW-PIB wykorzystuje własne autorskie modele IMGW-Reg i IMGW-Bayes oraz wyniki modeli NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) i ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). Pomimo coraz większej mocy obliczeniowej superkomputerów i szerokiej wiedzy o procesach pogodowych, wciąż nie można uniknąć błędów i różnic w prognozach na tak długi okres w przyszłość. Wynikają one zarówno z ryzyka wystąpienia nagłych (często lokalnych) zjawisk meteorologicznych, które mogą zaburzyć prognozowane procesy pogodowe, jak i z samej różnorodności, wykorzystywanych w modelach prognostycznych, założeń fizycznych oraz równań matematycznych i statystycznych. Nie jest możliwy dokładniejszy opis przewidywanej pogody z tak dużym wyprzedzeniem. Należy pamiętać, że prognoza jest orientacyjna, ma charakter eksperymentalny i dotyczy średniego przebiegu dla całego prognozowanego regionu i danego okresu prognostycznego.ZAGROŻENIE POŻAROWE LASU
Wysokorozdzielczy system prognozowania zagrożenia pożarowego lasu IMGW-PIB generuje codzienną prognozę zagrożenia pożarowego z 24- i 48-godzinnym wyprzedzeniem czasowym. Obliczenia wykonywane są na podstawie danych uzyskanych z modelu WRF METEOPG o rozdzielczości przestrzennej 2.5 km. Wskaźniki zagrożenia pożarowego publikowane są w okresie od 1 marca do 31 października. System opracowano na podstawie Canadian Forest Fire Weather Index (FWI) System. W skład systemu wchodzi sześć wskaźników obliczanych codziennie na podstawie danych meteorologiczne z godziny 12 UTC (prędkość wiatru, temperatura i wilgotność powietrza, suma opadów atmosferycznych):- Wskaźnik ogólnego zagrożenia pożarowego (FWI) – wskaźnik oceniający ogólne zagrożenie pożarowe lasu oraz prawdopodobną intensywność pożaru po wystąpieniu zapłonu (na podstawie wskaźników ISI i BUI)
- Wskaźnik szybkości rozprzestrzeniania się ognia (ISI) – wskaźnik oceniający prawdopodobną szybkość rozprzestrzeniania się ognia we wczesnej fazie pożaru po wystąpieniu zapłonu (na podstawie wskaźnika FFMC i prędkości wiatru)
- Wskaźnik dostępności materiałów palnych (BUI) – wskaźnik oceniający prawdopodobną ilość dostępnych (suchych) materiałów palnych do spalania po wystąpieniu zapłonu (na podstawie wskaźników DMC i DC)
- Wskaźnik wilgotności drobnych materiałów palnych (FFMC) – wskaźnik oceniający zawartość wody w górnej warstwie ściółki leśnej (1-2 cm głębokości) oraz w innych drobnych materiałach palnych (liście, małe gałązki); wskaźnik ocenia również względną łatwość zapłonu
- Wskaźnik wilgotności średnich materiałów palnych (DMC) – wskaźnik oceniający zawartość wody w warstwie częściowo rozłożonej ściółki leśnej (5-10 cm głębokości) oraz w średniej wielkości materiałach palnych (gałęzie); wskaźnik oceniać może względną łatwość zapłonu na skutek wyładowań atmosferycznych
- Wskaźnik wilgotności dużych materiałów palnych (DC) – wskaźnik oceniający zawartość wody w głębszych i zwartych warstwach organicznych gleby (10-20 cm głębokości) oraz w większych materiałach palnych (pnie drzew); wskaźnik informować może o ewentualnych trudnościach w dogaszaniu pożarów (tzw. mop-up)
- Wskaźniki oceniają zagrożenie pożarowe występujące w lesie w godzinach popołudniowych (między 12 a 14 UTC). Zagrożenie pożarowe określane jest w nich za pomocą wyznaczonych i stosowanych przez EFFIS – Fire Danger Forecast klas zagrożenia: bardzo niskie, niskie, średnie, wysokie, bardzo wysokie, ekstremalne (klasa ekstremalna stosowana jest tylko w przypadku wskaźnika FWI).
TRAJEKTORIE WSTECZNE
Trajektorie wsteczne obliczane są na podstawie prognoz z siedmiu poprzednich dni. Określają, skąd docierają masy powietrza do danego punktu (receptora) na przykład w Polsce dla trzech podstawowych wysokości – poziomów ciśnieniowych – 950, 850 i 700 hPa. Pierwszy typ rysunków pokazuje, jak do danego receptora docierała trajektoria z zaznaczeniem jej położenia w przestrzeni w ciągu ostatnich siedmiu dni. Z kolei rysunki drugiego typu prezentują ruch danej cząstki powietrza w płaszczyźnie pionowej w całym okresie “podróży” od źródła, czyli punktu początkowego trajektorii do receptora.
ROLNICTWO
Prognoza numeryczna zawartości wody w glebie. Mówiąc najprościej, jest to ilość wody zawartej w glebie (sama gleba, woda i powietrze stanowią 100%). Ogólnie wilgotność gleby waha się od 10% do 45%. W zależności od rodzaju uprawy, struktury, typu gleby, występują różne wartości progowe dla warunków zbyt suchych. Uśredniając można przyjąć, że jeśli wartość spada poniżej 15% – jest za sucho.
UTC (Universal Time Coordinated) czas uniwersalny
UTC+01:00 (czas środkowoeuropejski (CET), w okresie zimowym)
UTC+02:00 (czas środkowoeuropejski letni (CEST), w okresie letnim)