• pl
  • eng

Awiacja
BURZE - 0PIS 17:51 24.07.2014

 
Na mapach z poszczególnych terminów (co 1 h) zobrazowane są następujące elementy:

  1. prawdopodobieństwo wystąpienia burz (czyli potencjał burzowy Pb) w skali <0-1>
  2. siła konwekcji w skali <0-7>
  3. możliwe strefy zagrożenia
  4. zaobserwowane burze
  5. Burze i opady ostania godzina: tendencja + animacja
  6. a) Burze i opady ostatnia godzina + tendencja – animacja (opis metody)
    b) Burze ostania godzina – animacja
  7. przełącznik rozdzielczości modelu COSMO: z 7km => 14 km, i z 14 km => 7km
1. Prawdopodobieństwo wystąpienia burz (czyli potencjał burzowy Pb) w skali <0-1>
Jest to podstawowa mapa Pb-prawdopodobieństwa wystąpienia burz przygotowywana na podstawie danych z modelu przy wykorzystaniu cogodzinnych obserwacji wykonywanych na stacjach synoptycznych oraz danych z systemu wykrywania wyładowań atmosferycznych. Jest to metoda fizyko-statystyczna, gdzie predyktandem jest potencjał (i siła konwekcji) a predyktorami wybrane 21 wskaźników wyliczanych z modelu. Zastosowano samouczący się algorytm, który dopasowuje zrealizowany potencjał (0/1) do charakterystyk wyliczanych z modelu. Automat wybiera 5 najbardziej efektywnych wskaźników (spośród 21 potencjalnych kandydatów) i dla każdej stacji formułuje zmienne w czasie równanie regresyjne. W miarę upływu czasu mapy Potencjału Prognozowanego zastępowane są mapami Potencjału Zrealizowanego wskazując na miejsca wystąpienia burz. Porównanie realizacji ze strefami zagrożenia pozwala na ocenę jakości prognoz. I uwaga: na mapie początkowej (T=0) wyświetlane są optymalne wartości progowe prawdopodobieństwa: jeżeli Pb > Pbkryt to przyjmuje się, że występuje realne zagrożenie burzą (por. możliwe strefy zagrożenia).
2. Siła konwekcji
Na mapie prezentowane są wyniki modelu intensywności ruchów konwekcyjnych w skali od 0-brak do 5-burza lub 7- burza z gradem. Siła Konwekcji odpowiada systemowi kodowania SYNOP, kod WW. Siła Konwekcji jest mierzona obserwacją SYNOP i wynikami radiolokacji PERUNa.
3. Możliwe strefy zagrożenia
Mapa przedstawia prawdopodobieństwo wystąpienia burz (czyli potencjał burzowy Pb) w skali <0-1>, uzyskane z mapy podstawowej (pkt.1) Pb-prawdopodobieństwa wystąpienia burz przez porównanie z optymalnie wyznaczoną wartością krytyczną, Jeżeli Pb > Pbkryt. to (por. pkt.1) przyjmuje się, że występuje realne zagrożenie burzą. Mapa ukazuje strefy zagrożenia prezentowane w skali od 0-brak do 1-maksymalne zagrożenia wystąpienia burzy (kolor czerwony wyróżnia obszary zagrożone).
 
4. Zaobserwowane burze
Mapa zaobserwowane burze przedstawia łączną gęstość (suma za ostatnią pełną godzinę) wyładowań doziemnych i między-chmurowych sprowadzoną za pomocą wzorów do umownej skali Fujity (która jak wiemy odnosi się do szkód jakie wyrządzają tornada jest to skala 5 stopniowa). Gęstości wyładowań są sumowane z odpowiednimi wagami z obszaru o promieniu 15km na siatce 7x7 km za każde 10 min [Ilość wyładowań/km^2/10min]. W rezultacie uzyskujemy Termometr Burzowy, który pozwala sklasyfikować Siłę Efektów Konwekcyjnych związanych z daną komórką burzową. Gęstości wyładowań były już wcześniej stosowane (por. Pogodynka / śledzenie komórek burzowych) jednak nie uwzględniały one wyładowań między chmurowych (ważnego wskaźnika intensywności niektórych Superkomórek i groźnych Tornad) i nie odzwierciedlały odczuwalnej skali skutków silnej konwekcji.
a. U dołu mapy zaznaczone są kolorowe prostokąty oznaczające przeszły czas wystąpienia burzy w minutach (np.: -20 wyładowanie zaobserwowane przed dwudziestoma minutami). Na mapie prezentowane jako kolorowe okręgi dla burz umiarkowanych lub pół-prostokąty dla burz silnych.
b. Po prawej stronie mapy znajduje się skala Fujita obrazująca potencjalne zjawiska towarzyszące. Prezentowany zakres skali jest zmienny w zależności od intensywności burz występujących w danym czasie.
Skala Potencjalne zjawiska towarzyszące
do 0,25 burza - mały grad
0,25 - 0,8 mały grad - duży grad
0,8 - 1,3 duży grad - słabe tornado
> 1,3 tornado
 
c. Nad mapą umieszczona jest skala intensywności burzy: okręgi lub pół-prostokąty w skali barwnej odniesionej do czasu wystąpienia (0 min do -50 min wstecz).
Na każdą z map nałożona jest siatka stacji synoptycznych (czerwone punkty). Po wskazaniu kursorem na dany punkt ukazuje się wykres. Obejmuje on:
  • termin <-12 h, +30 h> względem godziny 00 UTC lub 12 UTC (są to terminy, w których aktualizuje się model obliczeniowy)
  • skalę prawdopodobieństwa (oś pionowa).
Na wykresie umieszczone są 3 linie prognostyczne (prawdopodobieństwo podstawowe, maksymalne i minimalne) oraz dane z obserwacji, aktualizowane co 1 h. Prawdopodobieństwo podstawowe jest wyliczane w węzłach siatki modelu (co 7 km), a prawdopodobieństwo max i min w bliskim otoczeniu każdego węzła (w promieniu około 20 km). Wystąpienie burzy (według danych z ubiegłych obserwacji) oznacza się na wykresie czerwonym pionowymi paskami grubość kreski odpowiada sile burzy. Kreski przerywane w kolorze czerwonym oznaczają burzę, która nie została zaobserwowana, lecz ze względu na sprzyjające warunki nie można było wykluczyć jej wystąpienia w otoczeniu stacji.
5. Burze i opady ostania godzina: tendencja + animacja
a) Burze i opady ostatnia godzina + tendencja – animacja (opis metody)
Istota metody polega na scaleniu w jedną skalarną wielkość - nazwijmy ją - Intensywność Konwekcji dwu wielkości mierzonych za pomocą:
a) radarów (odbiciowość),
b) sieci teledetekcji wyładowań PERUN.
Pierwsza - za pomocą wzoru Marshalla-Palmera (Distribution of Raindrop http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/raindrop.htm ) zamienia (domniemywa) odbiciowość w opad (w tym konwekcyjny), druga - za pomocą wzoru (Parfiniewicz J., 2013, On thunderstorm quantification, COSMO Newsletter No. 13, April 2013 http://www.cosmo-model.org/content/model/documentation/newsLetters), zamienia gęstość wyładowań doziemnych i międzychmurowych w domniemaną skalę Fujity - odnoszącą się do tornad. (Fujita T.T., 1981: Tornadoes and downbursts in the context of generalized planetary scales. J. 163 Atmos. Sci. 38, 8, 1511--1534). Dzięki tym danym co 10 min na wejściu mamy zobrazowania radarowe i wyładowania z systemu PERUN. Zanurzamy nowo powstały scalony skalar w polach modelu COSMO-0,7km. Filtrujemy pola Radarowo - PERUN-owe i znajdujemy za pomocą porównania dwu sąsiednich skanów faktyczne pole propagacji, a następnie uzgadniamy je z polami modelu. Następnie przesuwamy skalar “scalone SCE” zgodnie z prognozowanym polem propagacji. W efekcie uzyskujemy pola tendencji propagacji Silnych Zjawisk Konwekcyjnych (SCE - strong convection events). Docelowo tendencja propagacji SCE zostanie uogólniona przez prognozę statystyczną modyfikującą pola SCE wzdłuż linii prądu.

Więcej: Parfiniewicz J., 2014. STEPS TO A STORM forecasting and nowcasting strong convective events, p.48 METEOROLOGICAL TECHNOLOGY INTERNATIONAL APRIL 2014 http://viewer.zmags.com/publication/c4f984ab#/c4f984ab/50
b) Burze ostania godzina – animacja
Ta zakładka przenosi nas do animowanych najbardziej aktualnych 10 min sekwencji gęstości wyładowań w skali Termometru Burzowego Fujity. Otrzymujemy unikalne połączenie ruchu i rozwoju komórki burzowej bezpośrednio nawiązujące do zagrożenia ze wskazaniem na konkretnie zagrożone miejsce.
6. Przełącz rozdzielczość modelu COSMO: z 7km => 14 km, i z 14 km => 7km
Ten przełącznik pozwala na porównanie wyników prognoz uzyskanych z modeli o różnej rozdzielczości i jest bezpośrednim nawiązaniem do metody tzw. „Prognoz Zespołowych” (wiązek prognoz, ang. „ensamble prediction”). W istocie przy prognozie zjawisk ekstremalnych jakimi są burze i tornada podejmujemy decyzje w warunkach skrajnej niepewności. Dobrze jest upewnić się czy oba modele realizowane niezależnie potwierdzają się wzajemnie.
 
Awiacja.imgw.pl jest pogodowym serwisem informacyjnym
Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego.
Copyright IMGW PIB 2009-2011© Wszelkie prawa zastrzeżone.