Ewelina Henek, Agnieszka Wypych, Zbigniew Ustrnul. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB)

Transkrypt

1 Ewelina Henek, Agnieszka Wypych, Zbigniew Ustrnul Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB)

2 IT SYSTEM GŁÓWNE KOMPONENTY SYSTEMU ISOK: Dane LIDAR (4- punktów/m ; > km terytorium Polski) NUMERYCZNY MODEL TERENU (0,5- m; > km ) ORTOFOTOMAPY (0 cm; dla 0 miast w Polsce) ISOK Mapy ryzyka powodziowego Mapy zagrożenia powodziowego MAPY ZAGROŻEŃ METEOROLOGICZNYCH MAPY INNYCH ZAGROŻEŃ Mapa Podziału Hydrograficznego Polski (: 0 000) + dodatkowe komponenty wypracowane poza Projektem ISOK (w tym ostrzeżenie meteorologiczne i hydrologiczne)

3 MAPY ZAGROŻEŃ METEOROLOGICZNYCH Celem Map Zagrożeń Meteorologicznych (MZM) jest: zobrazowanie zróżnicowania przestrzennego występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych, jakie wydarzyły się w ostatnich dekadach (mapy klimatologiczne) przedstawienie obszarów, gdzie zjawiska te są prognozowane (mapy prognostyczne) ZAGROŻENIA TERMICZNE INTENSYWNE OPADY ATMOSFERYCZNE MGŁA SILNY WIATR BURZE Z GRADEM GOŁOLEDŹ SZADŹ OPAD ŚNIEGU

4 MZM W SYSTEMIE ISOK PORTAL INTERNETOWY PORTAL MAPOWY ZAGROŻENIA TERMICZNE INTENSYWNE OPADY ATMOSFERYCZNE SILNY WIATR MGŁA. Definicja zjawiska. Warunki sprzyjające powstawaniu. Zagrożenie związane z występowaniem 4. Zróżnicowanie sezonowe i przestrzenne występowania zjawiska w Polsce 5. Wyróżnione progi zagrożeń 6. Studium przypadku (case study) BURZE Z GRADEM GOŁOLEDŹ SZADŹ OPAD ŚNIEGU WYSZUKIWARKA MAP HISTORYCZNYCH LINKI: - portal mapowy - wyszukiwarka map historycznych

5 MAPY KLIMATOLOGICZNE (MAPY HISTORYCZNE) Pozwalają na identyfikację potencjalnych zagrożeń na interesującym Użytkownika obszarze Informacja uzupełniająca analizy bieżących zdarzeń (stopień ich ekstremalności, prawdopodobieństwo wystąpienia itp.) MAPY HISTORYCZNE ok. 70 map klimatologicznych MAPY CIĄGŁE mapy interpolowane - TEMPERATURA POWIETRZA OPADY ATMOSFERYCZNE WIATR, ŚNIEG MAPY SYGNATUROWE wartości w punktach WIATR, ŚNIEG BURZE Z GRADEM MGŁA, GOŁOLEDŹ, SZADŹ MAPY WARUNKÓW SPRZYJAJĄCYCH modelowanie BURZE Z GRADEM, MGŁA GOŁOLEDŹ, SZADŹ

6 A) Mapy częstości występowania zjawisk atmosferycznych - metoda sygnaturowa Częstość występowania(%) dni z obserwacją szadzi w lutym B) Mapy częstości występowania zjawisk ciągłych - mapy interpolowane Częstość występowania (%) dni z maksymalną temperaturą powietrza 0 C w II dekadzie lipca C) Mapy percentyli Wysokość pokrywy śnieżnej (cm) z prawdopodobieństwem wystąpienia % - w I dekadzie kwietnia D) Mapy częstości występowania warunków sprzyjających Roczna częstość występowania (%) warunków sprzyjających występowaniu burz

7 MAPY PROGNOSTYCZNE (MAPY OPERACYJNE) MAPY PROGNOSTYCZNE (operacyjne) generowane w pełni automatycznie dwa razy w ciągu doby (ok. 6 i 8 UTC) weryfikacja (akceptacja) dyżurnego synoptyka meteorologicznego prognozy w skali regionalnej (brak możliwości precyzyjnej prognozy zjawisk pogodowych np. w skali gminy; ciągła możliwość poprawy jakości prognoz wraz z rozwojem modelu) wynik (prognoza) numerycznego modelu jest zamieniany na INFORMACJĘ O ZAGROŻENIU BĄDŹ SYTUACJI EKSTREMALNEJ na najbliższe, 4 i 48 godzin najbliższe godzin (od 6 do 8 h przebiegu modelu) najbliższe 4 godziny (od 6 do 0 h przebiegu modelu) najbliższe 48 godzin (od 0 do 54 h przebiegu modelu) STOPIEŃ BARDZO DUŻE DUŻE UMIARKOWANE 0 STAN NORMALNY

8 DANE WEJŚCIOWE numeryczny model prognozy ALADIN ~ 7.7 km rozdzielczośc przestrzenna prognoza na 54 godziny wyniki co godzin (00 UTC, UTC) TYP : - na podstawie porównania prognoz z mapami historycznymi TYPE (klimatologicznymi) (identyfikacja sytuacji ekstremalnych) ZAGROŻENIA TERMICZNE, OPAD DESZCZU prawdopodobieństwo 0% prawdopodobieństwo 5 % stan normalny prawdopodobieństwo % 0 SYSTEM ISOK TYP : - przekroczenie TYPE wartości progowych TEMPERATURA, OPADY DESZCZU I ŚNIEGU, WIATR 0 < SC cm < SC 5 cm 5 < SC 0 cm SC > 0 cm 0 TYP : - algorytmy uwzgledniające warunki sprzyjające TYPE BURZE Z GRADEM, MGŁA, GOŁOLEDŹ, SZADŹ WARUNKI SPRZYJAJĄCE WYSTĄPIENIU DANEGO ZJAWISKA Algorytm nie spełniony PROGI WYZNACZA- JĄCE 0 MAPY PROGNOSTYCZNE WYNIKI POWIADOMIENIA (SMS/ ) +h +4h +48h Identyfikacja obszarów objętych cim stopniem zagrożenia Analiza na tle granic powiatów Automatyczne wysyłanie wiadomości s/ SMS do subskrybentów

9 GŁÓWNE KOMPONENTY SYSTEMU ISOK:

10 MZM W PORTALU MAPOWYM STOPIEŃ UMIARKOWANE 0 STAN NORMALNY OPIS PROGÓW (TEMPERATURA MINIMALNA) Prognozowana minimalna temperatura powietrza <0 C Brak prognozy minimalna temperatury powietrza <0 C

11 MZM W PORTALU MAPOWYM ZAGROŻENIA TERMICZNE temperatura maksymalna Temperatura powietrza uważana jest za przewodni (kluczowy) element pogody i klimatu, gdyż warunkuje przebieg procesów zachodzących w atmosferze, wpływając tym samym bezpośrednio lub pośrednio na pozostałe elementy i zjawiska atmosferyczne. STOPIEŃ 0 Podejście wykorzystujące informację historyczną BARDZO DUŻE DUŻE UMIARKOWANE STAN NORMALNY OPIS PROGÓW (TEMPERATURA MAKSYMALNA) Prognozowana maksymalna temperatura powietrza przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania % (raz na 00 przypadków) Prognozowana maksymalna temperatura powietrza przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania 5% (raz na 0 przypadków) Prognozowana maksymalna temperatura powietrza przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania 0% (raz na 0 przypadków) Prognozowana maksymalna temperatura powietrza nie przekroczy wartości, która historycznie notowana była Z częstością występowania 0% (raz na 0 przypadków) KRYTERIA WYZNACZANIA STOPNI ZAGROŻENIA TERMICZNEGO (Temp. max) Podejście z użyciem progów arbitralnych STOPIEŃ BARDZO DUŻE UMIARKOWANE 0 STAN NORMALNY OPIS PROGÓW (TEMPERATURA MAKSYMALNA) Prognozowana maksymalna temperatura powietrza 0 C Prognozowana maksymalna temperatura powietrza 5 C Brak prognozy maksymalnej temperatury powietrza 5 C DODATKOWO - Progi wyznaczone przez Użytkownika

12 ZAGROŻENIA TERMICZNE TEMPERATURA MAKSYMALNA MAPY PROGNOSTYCZNE ISOK Rozkład przestrzenny maksymalnej temperatury powietrza r. Pomiar na stacji Wynik modelu ISOK (TYP ) Tmax 5 i 0 C A) mapa na podstawie danych obserwacyjnych B) mapa na podstawie danych prognostycznych z modelu ALADIN C) MAPA PROGNOSTYCZNA ISOK progi arbitralne D) MAPA PROGNOSTYCZNA ISOK progi percentylowe ISOK (TYP ) EKSTREMALNIE WYSOKA Tmax

13 ZAGROŻENIA TERMICZNE TEMPERATURA MAKSYMALNA r Wynik modelu MAPY PROGNOSTYCZNE (OPERACYJNE) ISOK najbliższe 4 h (od 6 UTC) Mapa prognostyczna (TYP ) Tmax < 5 C Tmax 5 C BRAK cm Tmax 0 C 0 Mapa prognostyczna (TYP ) 0 na 0 przypadków (0%) na 0 przypadków (5%) na 00 przypadków (%)

14 MZM W PORTALU MAPOWYM INTENSYWNE OPADY ATMOSFERYCZNE Opady atmosferyczne ze względu na swoje znaczenie dla środowiska przyrodniczego są jednym z najważniejszych elementów pogody i klimatu. Były one ważne nie tylko w przeszłości jako czynnik rozwoju cywilizacji, również obecnie odgrywają bardzo ważną rolę w gospodarce, planowaniu i w wielu innych dziedzinach życia. Podejście wykorzystujące informację historyczną STOPIEŃ OPIS PROGÓW 0 BARDZO DUŻE DUŻE UMIARKOWANE STAN NORMALNY Prognozowana suma dobowa opadu przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania % (raz na 00 przypadków) Prognozowana suma dobowa opadu przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania 5% (raz na 0 przypadków) Prognozowana suma dobowa opadu przekroczy wartość, która historycznie notowana była z częstością występowania 0% (raz na 0 przypadków) Prognozowana suma dobowa opadu nie przekroczy wartości, która historycznie notowana była z częstością występowania 0% (raz na 0 przypadków) KRYTERIA WYZNACZANIA STOPNI ZAGROŻENIA INTENSYWNYMI OPADAMI DESZCZU Podejście z użyciem progów arbitralnych STOPIEŃ OPIS PROGÓW 0 BARDZO DUŻE UMIARKOWANE STAN NORMALNY Prognozowana suma dobowa opadu 50 mm Prognozowana suma dobowa opadu 0 mm Brak prognozy sumy dobowej opadu 0 mm DODATKOWO - Progi wyznaczone przez Użytkownika

15 INTENSYWNE OPADY DESZCZU MAPY PROGNOSTYCZNE ISOK Rozkład przestrzenny 4h sumy opadów w dniu r. Pomiar na stacji Wynik modelu ISOK (TYP ) Opad >0 i 50 mm A) mapa na podstawie danych obserwacyjnych B) mapa na podstawie danych prognostycznych z modelu ALADIN C) MAPA PROGNOSTYCZNA ISOK progi arbitralne D) MAPA PROGNOSTYCZNA ISOK progi percentylowe ISOK (TYP ) EKSTREMALNIE WYSOKI opad

16 INTENSYWNE OPADY DESZCZU r Wynik modelu MAPY PROGNOSTYCZNE (OPERACYJNE) ISOK najbliższe 4 h (od 6 UTC) Mapa prognostyczna (TYP ) Opad < 0 mm Opad 0 mm cm BRAK Opad 50 mm 0 Mapa prognostyczna (TYP ) 0 na 0 przypadków (0%) na 0 przypadków (5%) na 00 przypadków (%)

17 MZM W PORTALU MAPOWYM WYSTĄPENIA GOŁOLEDZI Gołoledź, to osad lodu, na ogół jednorodny i przezroczysty, powstały wskutek zamarznięcia przechłodzonych kropelek mżawki lub deszczu na powierzchniach o temperaturze bliskiej 0 C. Może również powstawać wskutek zamarzania nieprzechłodzonych kropelek deszczu, bezpośrednio po zderzeniu się z powierzchniami o temperaturze niższej od 0 C. Kryteria wyznaczania stopni zagrożenia występowania gołoledzi STOPIEŃ OPIS PROGÓW BARDZO DUŻE DUŻE UMIARKOWANE 0 STAN NORMALNY Warunki sprzyjające występowaniu gołoledzi, intensywny opad marznący 0 mm w ciągu godzin Warunki sprzyjające występowaniu gołoledzi, opad marznący 5 mm w ciągu godzin Warunki sprzyjające występowaniu gołoledzi, opad marznący < 5 mm w ciągu godzin Warunki sprzyjające występowaniu gołoledzi nie są prognozowane Za decydujące przy wystąpieniu danego progu zagrożenia uznano wystąpienie warunków sprzyjających gołoledzi oraz sumę opadów za godzin prognozowanych w tych warunkach. Suma opadów marznących 0 mm lub więcej w czasie godzin jest wartością znaczącą i stanowiącą zagrożenie dla infrastruktury oraz utrudniającą działalność człowieka (np. ponad cm warstwa lodu na samochodach).

18 WYSTĄPIENIA GOŁOLEDZI r Czas obserwacji gołoledzi (w godzinach) na stacjach meteorologicznych MAPA PROGNOSTYCZNE (OPERACYJNE) ISOK najbliższe 4 h (od 6 UTC) Prognoza wystąpienia warunków sprzyjających zagrożeniu gołoledzią Mapa prognostyczna (TYP ) Algorytm nie spełniony 0 WARUNKI SPRZYJAJĄCE WYSTĄPIENIU DANEGO ZJAWISKA PROGI WYZNACZA- JĄCE intensywność opadu temperatura powietrza na różnych poziomach

19 DANE IMGW-PIB W SYSTEMIE ISOK: DANE WEJŚCIOWE (IMGW-PIB) Ostrzeżenia wydawane przez IMGW-PIB Dane obserwacyjne i pomiarowe z sieci IMGW-PIB Wyniki modeli numerycznych SOK (IMGW-PIB) SYSTEM ISOK MAPY ZAGROŻEŃ METEOROLOGICZNYCH MAPY INNYCH ZAGROŻEŃ OSTRZEŻENIA (wydawane przez IMGW-PIB) POWIADOMIENIA (automatycznie generowane przez ISOK)

20 CO WYRÓŻNIA MAPY ZAGROŻEŃ METEOROLOGICZNYCH - ISOK? Czy MZM ISOK to jedynie kolejny portal z prognozami? Horyzont 48h Automatycznie generowana informacja co h MAPY ZAGROŻEŃ METEOROLOGICZNYCH System OTWARTY, ROZWOJOWY Nośnik informacji do analiz przestrzennych/ analiz ryzyka Komentarz Synoptyka Ekspercka interpretacja wyników modelu Powszechny dostęp dla każdego bez logowania Informacja przestrzenna (możliwości GIS) Połączenie wiedzy eksperckiej oraz dostępnych technologii

21 PODSUMOWANIE Mapy zagrożeń meteorologicznych jako moduł Systemu ISOK: Systematycznie aktualizowana (zawsze co h), ciągła przestrzennie informacja o obszarach zagrożonych lub objętych prognozą zjawisk ekstremalnych w ciągu najbliższych, 4 i 48 godzin. Merytoryczna interpretacja wyników modelu numerycznego (zamiast bezpośrednich wyników modelu numerycznego - informacja o zagrożeniu/ekstremum) Zjawiska trudne do prognozowania (gołoledź, szadź, mgła, burze) określenie warunków sprzyjających Krótki komentarz Synoptyka (w przeciwieństwie do tradycyjnych modeli) Charakterystyka możliwości występowania zjawiska w Polsce (Mapy klimatologiczne, materiał uzupełniający) System otwarty możliwa ciągła rozbudowa i poprawa wyników - przygotowany na wzrost rozdzielczości przestrzennej i czasowej modelu ALADIN PERSPEKTYWY DALSZEGO ROZWOJU: - możliwe zastosowania innych modeli (???) - tworzenie produktów dedykowanych (???) - analiza ryzyka (???)

22 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Kontakt: