Оцінка успішності прогнозів погоди © 2016 . All rights reserved.

А яким Ви користуєтесь прогнозом погоди?

Який же все-таки прогноз погоди найкращий?

В даній статті проведено аналіз успішності прогнозів прогоди, що надаються відомими веб-ресурсами для міста Роздільна Одеської області, а також наводиться згальна інформація стосовно технолгії розробки прогнозів та причин, які впливають на їх якість.

Якщо говорити загалом, то прогнози погоди, а правильніше метеорологічна продукція може розроблятися у різних форматах в залежності від завдань споживача, експлуатанта цієї продукції. В залежності від потреб формується продукт в той спосіб, що, в свою чергу, надає можливість виконати поставлену задачу. Між прогностичним центом та експлуатантом складається угода, за якою й відбувається надання цих послуг.

Ті прогнози погоди, які розповсюджуються засобами масової інформації та інтернет-ресурсами призначенні для сповіщення населення щодо погодних умов та класифікуються як короткострокові прогнози погоди загального користування. У цих прогнозах вказуються основні метеоелементи:  хмарність, опади, явища погоди, вітер та температура повітря. Кількісні значення хмарності, опадів та інтенсивності явищ вказуються термінами, що зазначені у керівному документі «Настанова по службі прогнозів та спостережень про небезпечні та стихійні явища погоди» (Київ, 2003 р.).

Приклад такого прогнозу від Гірометцентру Чорного та Азовського морів

ЕЖЕДНЕВНЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ПОГОДЫ № 78
18 марта 2016 г.

ПРОГНОЗ ПОГОДЫ
от 21 час 18 марта до 21 час 19 марта 2016 г.


по Одесской области
Ночью облачная погода с прояснениями. без существенных осадков.
Ветер 9-14м/с, местами порывы 15-18м/с
Температура воздуха
Днем облачная погода с прояснениями. без существенных осадков.
Ветер 9-14м/с, местами порывы 15-18м/с
Температура воздуха 3-8° тепла.

Воскресенье 20 марта
Ночью переменная облачность. без существенных осадков.
Ветер 9-14м/с, местами порывы 15-20м/с
Температура воздуха от -5° мороза до ° тепла.
Днем переменная облачность. без существенных осадков.
Ветер 9-14м/с, местами порывы 15-20м/с
Температура воздуха 3-8° тепла.

Неправдивість прогнозів або чому ЗМІ обіцяють, а синоптики очікують?

Прогноз погоди являє собою ймовірнісний стан атмосфери у майбутньому часі на певній території. Стан атмосфери у певний момент часу визначається великим числом функцій, багато з яких й досі не вдалося описати фізично. Якщо в експериментальній фізиці при дослідженні певного закону можливо у лабораторних умовах ставити експерименти, наприклад, у баричній камері, то у випадку з атмосферою Землі такого не вдається. Спільна дія великого числа законів зумовлює поведінку атмосфери, що виявляється й у погодних умовах, які спостерігаються. Наприклад, мною вивчалась в ОДЕКУ можливість використання метеорологічної моделі MM5 для умов території України. Дана система при симуляції життя атмосфери визначає близько 200 параметрів, що характеризують стан атмосфери.

Якщо в загальному плані розглядати метеорологічну індустрію то коротко все працює приблизно в таким чином. Метеорологічні центри (регіональні або глобальні) за допомогою мететеорологічних моделей, або вірніше моделюючих систем надають прогностичні поля необхідних полів метеопараметрів, що може використовуватися як фоновий прогноз. На основі цієї продукції оперативні прогностичні підрозділи розробляють локальні прогнози для нас. пункту або певної території. Вхідними даними для моделей є результати спостережень мережі метеорологічних станцій.

Що являють собою гідродинамічні метеорологічні моделюючі системи або у чому складність прогнозування?

Кожна моделююча система умовно складається з двох частин – динамічної та фізичної. Динамічна частина реалізує рішення системи гідродинамічної системи рівнянь, симулюючи атмосферні процеси планетарного масштабу. Фізична частина моделює процеси мезомасштабу такі як процеси у ґрунті, приземного шару атмосфери, граничного шару атмосфери, конвективної хмарності радіації та ін. Згідно з фізичною теорією похибок кожен результат експерименту проведений при абсолютно однакових умовах надає різні результати. Тобто любий вимір будь-якої фізичної величини навіть за допомогою приладу в великою точністю має вірогіднісний характер. Наступний вимір при створених тих же умовах, наприклад, створених у лабораторії, можна очікувати з певною вірогідністю. Згідно з цією теорією любий вимір не є істинним та заміняється дійсним.

У випадку прогнозування погоди маємо не просто вимір окремої величини, яка спостерігається у керованих лабораторних умовах, а складну систему, в якій окремий фізичний параметр чи величина, що необхідно передбачити в часі формується у результаті спільної взаємодії багатьох процесів. Моделювання в свою чергу окремих цих процесів має певну невизначеність, що накладає похибку на фіз. величини які отримує кінцевий користувач.

Оцінка успішності прогнозів погоди

З цих причин технологія моделювання стану атмосфери дуже складна. Моделюючі системи унікальні, найвідоміші з них працюють вже десятки років та удосконалюються з часом. Багато з цих моделей функціонують в одному екземплярі.

Технологія локального прогнозу

Кожна окрема реалізація технології чисельного прогнозування є унікальною. Конкретний прогностичний центр вибудовує її в залежності від багатьох умов: завдань, що поставлені перед ним, використовуваної метеорологічної моделі, забезпечення фактичними даними, потужністю та конфігурацією обчислювальної техніки, тощо. Наприклад, на малюнку нижче представлено схематично можливе рішення для метеорологічного забезпечення авіації.

Оцінка успішності прогнозів погоди

У загальному випадку можна виокремити основні елементи технології. Перш за все постійно проводиться моніторинг стану атмосфери та аналізуються фізичні процеси, що перебігають в ній. Метеорологічні центри (регіональні або глобальні) за допомогою метеорологічних моделей,  надають прогностичні поля необхідних полів метеопараметрів, що може використовуватися як фоновий прогноз. Наприклад, продукція, яку використовує синоптик у своїх праці (прогоноз геопонтциалу на ізобаричній висоті АТ500).

Оцінка успішності прогнозів погоди

Вхідними даними для моделей є результати спостережень, що надають мережі метеорологічних станцій та постів. Далі провадиться синоптична інтерпретація всіх залучених даних інженером-метеорологом. Виконується також аналіз метеопараметрів за допомогою апарату математичної статистики. Долучаються емпіричні (фізико-статистичні) методи прогнозу, які розроблені або адаптовані для конкретного оперативного прогностичного центру. Для того щоб ефективно використовувати всі залучені підходи, що мають використовуватися в комплексі та для формулювання кінцевого прогнозу створюється певна концептуальна модель.

Справджуваність прогнозу або який прогноз/сайт кращий

Нарешті результати оцінки прогнозів погоди, які надані різними інтернет-ресурсами. В цьому розділі наводиться результат справджуваності популярних (у топ видачі google) ресурсів які надають прогноз погоди. Оцінка проводилась на прикладі міста Роздільна (Одеська область).

Сайти, які надають прогнози погоди

Ще один момент, який слід зазначити. Можливо уважний користувач проглядаючи то чи інший ресурс помічав повідомлення про те, що  сайт є офіційним ресурсом певного прогностичного центру, як то є наприклад на . Інші ресурси повідомляють, що інформація, яка у них сформована з використанням певних метеопродуктів. І це являє собою ще одну досить суттєву причину для похибки прогнозу. Як це відбувається? Деякі метеорологічні цетри виконавши процедуру гідрометеорологічного обчислення метеопараметрів надають результати обчислень у відкритому доступі у мережі інтернет. Ці дані можливо завантажити за протоколом FTP та обробити їх, представивши у вигляді, зручному для користувача веб-ресурсу. В цьому випадку з’являться дві проблеми. По-перше гідродинамічний прогноз як фоновий не завжди може відтворювати процеси, що відбуваються на мезомасштабному рівні, які, у свою чергу враховуються при розробці локального прогнозу погоди оперативним центром. По-друге: всі гідродинамічні прогнози надаються у вузлах георафічної сітки. В данному випадку в мережу прогностині центри викладають свою продукцію оптимізувавши інформацію, тобто це сітка з великим кроком за простором (велика відстань між вузлами сітки). Це пов’язано з великими об’ємом даних.

Оцінка успішності прогнозів погоди

Звісно, населенні пункти для яких треба отримати прогноз майже ніколи не співпадають з вузлами сітки прогнозу. Для цього необхідно інтерполювати дані з вузлів сітки до необхідних станцій за допомогою певних математичних механізмів. Велика відстань між вузлами сітки накладає додаткову похибку.

Справджуваність прогнозів для м. Роздільна

Насамкінець оцінка справджуваності. Для того щоб обрати кращі ресурси для мого міста я звернувся до пана гугла із запитом «прогноз погоди для Одеської області». Із запрпонованих було обрано ті ресурси які надають інформацію у зручному вигляді для звичайного користувача. На момент введеня записту (1 лютого) google запрпонував ось такі варіянти:

https://sinoptik.ua
https://www.gismeteo.ua
http://www.meteoprog.ua
http://rp5.ua
http://pogoda.meta.ua
http://meteo.ua
http://www.accuweather.com
http://pogodnik.ua
http://meteo.gov.ua

 Щоправда останнім представлений ресурс який не був на першій сторінці google, але його було також долучено до оцінювання, т. я. це офіційний ресурс Українського гідрометеорологічного центру, за даними якого, до речі, організовані прогнози на даному сайті.

Зазвичай оцінка успішності прогонозів використовується за допомогою механізмів математичної статистики та має досить складний характер. Ціллю оцінки як правило є отримання оптимальної господарчої стратегії користувача стосовної використання метеорологічної продукції. В нашому випадку зробимо просте порівняння прогнозів з фактичною погодою, яка булла зафіксована. З гідно з Настанови (Київ, 2003) для оцінки елементів, які ми обрали використаємо наступні правила. Оцінемо опади, погодні явища, вітер та температуру протягом місяця лютого 2016 р.

Для прогнозів загального користування вітер оціюється в тому випадку, коли він очікувався чи спостервгався 15 м/с та більше. Прогноз отримує  оцінку 100%, якщо фактична швидкість вітру відрізнялася від прогнозованої не більш, ніж на   2м/с; 50% – якщо відрізняється не більш, ніж на   4м/с від крайніх значень інтервалу.

Опади оцінюються за правилами, які представлені у таблиці

Термінологія, що вказна у прогнозі Прогноз в залежності від опадів, що випали у мм
У випадку дощу або дощу та снігу У випадку снігу
100% 50% 0% 100% 50% 0%
Без опадів <= 0.3 0.4 – 0.5 >=0.6 <= 0.2 0.3 >= 0.4
Невеликі опади 0.0-5,проте не без опадів 6 – 8 >=9 і без опадів 0.0-3,але не без опадів 4 – 6 >= 7 та без опадів
Опади 3 – 29 <=2,але не без опадів і 30-49 Без опадів або 50мм та більше 1 – 8 <=0.5, але не без опадів і 9-15 Без опадів або >=15
Значні опади 9 – 49 4 – 8 та 50 – 60 <= 3 та> 60 3 – 19 1 – 2 та 20 – 29 <= 0.5 та >= 30
Сильні опади >= 30 9 – 29 <= 8 >= 15 7 – 14 <= 6

 

Температура оцінюється за такими правилами

Фактична зміна мінімальної або максимальної температури Оцінка справджуваності пргнозу температури у випадку різної погрішності
100% 50% 0%
 2°  3° 4° та більше

 

Явища погоди для даного типу прогнозу оцінюються, якщо ті за своїми показниками набувають критеріїв ОЯ (Особливі явища) та СГЯ (стихійні гідрометеорологічні явища). В ресурсах, що розглядаються не надається такої інформації, тому явища не оцінено.

Таким чином з урахуванням цих простих правил оцінено успішність прогностичної інформації обраних погодних веб ресурсів за останній місяць (лютий). Результати представлені у таблиці, що нижче

Веб ресурс Опади Вітер Температура Загальна
https://sinoptik.ua 50% 0% 91% 47%
https://www.gismeteo.ua 86% 0% 86% 57%
http://www.meteoprog.ua 96% 50% 73% 73%
http://rp5.ua 81% 50% 63% 65%
http://pogoda.meta.ua 88% 0% 88% 59%
http://meteo.ua 100% 0% 95% 65%
http://www.accuweather.com 88% 0% 74% 54%
http://pogodnik.ua 80% 0% 89% 56%
http://meteo.gov.ua 92% 50% 72% 71%

Найкращі прогнози за температурою у лютому виявилися ті, що пропоновані ресурсом meteo.ua.  Опади найкраще погнозувалися теж цим ресурсом. Прогноз вітру спрацював на 50% у meteo.gov.ua, rp5.ua та meteoprog.ua. Прогнози від решти ресурсів не справдилися. Найгірше себе проявили: за температорою rp5.ua, опадами – sinoptik.ua.  Найвищу загальну справджуваність має meteoprog.ua.

Як вже було зазначено, не може бути «точного» прогнозу. Можливе вироблення метеорологічної продукції, яка надасть конкретному споживачу певну стратегію його діяльності, при якій він уникатиме небезпеки стосовно здоров’я і життя людей (спричиненою погодними умовами) або важливих матеріальних витрат, понизить ризики можливих економічних витрат, тощо. Така робота у компетенції оперативний прогностичних центрів Гідрометцентру України. На даному ж ресурсі Ви можете знайти підбірку інформації, що стане в нагоді у повсякденному житті будь-то у плануванні відпочинку, рибальства, подорожі на дачу та ін. Також надсилайте пропозиції щодо наповнення новою інформацією  скориставшись формою.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.
Required fields are marked:*

*