Поява доплерівських радарів, удосконалення метеорологічних супутників та модернізація систем оповіщення вивели на новий рівень метеорологічне обслуговування. Завдяки технологіям та інноваційному підходу до їх застосування стала доступною розширена інформація про поточну ситуацію та методи прогнозування на найближчі та віддалені періоди.
Як сьогодні роблять погоду
Інноваційні системи цифрових баз даних, зв’язку та прогнозування надають можливість вивести метеорологічне обслуговування на новий рівень. Сучасні гідрометеорологічні прогнози представлені у різноманітних форматах оповіщення. Крім наземних спостережень, для метеорологів основними постачальниками інформації є радари та супутники. Удосконалення технологій відкрило доступ до раніше недосяжних методик та відомостей. Синоптики можуть охоплювати окремі сегменти, прогнозувати шторми та сповіщати про погодні умови, не залишаючи обсерваторії та студії.
За підсумками відомостей створюється комп’ютерна модель атмосфери – програмний комплекс, який з урахуванням систем рівнянь гідротермодинаміки робить метеорологічні прогнози. Наприклад, прогнозування погоди на ресурсі <Погода Мета> на термін від 5 до 10 днів має точність до 70%. Місячні, а тим більше сезонні прогнози складаються на основі баз даних, зібраних за попередні роки.
Штучний інтелект на службі синоптиків
Компанія DeepMind (Великобританія) у вересні 2021 року представила систему штучного інтелекту, яка навчилася прогнозувати дощ та інші опади на короткий термін – до 2-х годин. Щоб досягти такого результату, було розроблено методи глибокого навчання ШІ з використанням великих масивів радіолокаційних спостережень.
Для створення більш точних прогнозів ШІ використовує радіолокаційні дані, що надходять із частотою 5 хвилин та роздільною здатністю 1 кілометр. Залучені експерти-метеорологи визнали, що новий підхід у 89% випадків був точнішим, ніж методи, які використовувалися раніше.
Робочі станції нового покоління
Робочим станціям прогнозування потрібна велика пропускна спроможність, обсяг зберігання та обчислювальна потужність, щоб впоратися зі швидким збільшенням обсягу даних, а також зі збільшеним тимчасовим та просторовим дозволом на виході. Неухильний прогрес у галузі інформаційних технологій та комунікаційних можливостей передбачає, що швидке збільшення обсягу інформації продовжуватиметься і може навіть прискоритись у наступні роки.
Деякі станції включають можливість обміну миттєвими повідомленнями в Інтернеті (IMChat), щоб дозволити метеорологічним та гідрологічним службам спілкуватися з ключовими партнерами під час значних гідрометеорологічних явищ та надзвичайних подій. У свою чергу, синоптики отримують звіти щодо конкретних ділянок та іншу інформацію, яка може допомогти з прогнозами та попередженнями.
Радар із подвійною поляризацією
Більшість метеорологічних програм оснащено програмою для перегляду радара. Завдяки доступності та простоті інтерпретації, радіолокаційне зображення широко поширене. Погодні радари модернізовано подвійною поляризацією. Традиційні радари передають та приймають імпульси енергії строго в горизонтальній орієнтації. Радари з подвійною поляризацією передають та приймають імпульси енергії як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямку.
Нововведення дозволяє метеорологам визначати розмір і форму об’єкта, на який потрапляє промінь. Метеорологи можуть визначити форму об’єкта і зробити висновок, чи виявлено:
- дощові краплі;
- снігопад;
- опади у вигляді граду;
- пилову хмару;
- інші погодні явища.
Ця інформація дозволяє отримати повне уявлення про поточну погодну ситуацію та скласти максимально точний прогноз.
Просунуті супутники
Сучасні супутники набули безліч покращень порівняно зі своїми попередниками. Вони постачають утричі більше спектральної інформації, просторовий дозвіл підвищився вчетверо, швидкість покриття збільшилася вп’ятеро. Це означає, що за п’ять хвилин нові супутники можуть сканувати майже всю півкулю. Детектори блискавок дозволяють виявляти розряди з космосу, чого не вистачало попереднім супутникам через відсутність відповідного обладнання.
Переваги нових супутників можуть оцінити як фахівці, так і широка публіка. Веб-сайти та мобільні програми, які показують супутникові зображення у видимому та інфрачервоному діапазоні, тепер використовують покращені функції. Супутникові зображення стали більш докладними та репрезентативними для поточної ситуації, скоротилися проміжки між оновленнями.
Об’єднання кількох спектральних каналів дозволяє спростити діагностику типу хмар, що допомагає впевненіше визначити, чи є густий туман або низькі хмари в цьому місці. Так само очевидна різниця між глибоким сніговим покривом з чистим небом і густими низькими хмарами. Ці явища виглядали однаково на традиційних супутникових каналах, тепер їх дуже легко розрізнити.
Прогнозування за допомогою цифрової бази даних
Традиційний процес прогнозування ґрунтується на використанні результатів чисельного прогнозу погоди. Environment Canada розробила експертну систему під назвою SCRIBE, здатну автоматично або в інтерактивному режимі генерувати широкий спектр погодних продуктів для регіону чи конкретної місцевості. Концепція прогнозування у цифровій базі даних дає можливість задовольнити потребу у більш точних та детальних гідрометеорологічних прогнозах.
Система використовує дані із набору матриць, що містять різні кліматологічні типи погодних елементів, вихідні дані чисельного прогнозу, моделі статистичного керівництва. Тимчасовий дозвіл складає три години, випуск прогнозів здійснюється двічі на день. Результати відображаються у цифровому кодованому форматі та можуть відображатися у графічному інтерфейсі. Синоптики можуть змінювати висновок концепції, щоб включити до неї останні спостереження, а також погодний сценарій, що змінюється. Концепції використовують регіональні офіси для створення місцевих прогностичних продуктів.
Платформа доповненої реальності
Особливу увагу привертають динамічні 3D графіки погоди, що відображають шторми та інші атмосферні явища. Це дозволяє інтегрувати дані про дорожній рух до ефірних презентацій, щоб допомогти інформувати аудиторію автомобілістів про дорожні умови. Використовуючи останні спостереження, радіолокаційні та супутникові дані та результати ПВП (числового прогнозування погоди), синоптики в інтерактивному режимі змінюють базу даних.
Текстові, табличні та графічні продукти прогнозів генеруються безпосередньо з бази даних за допомогою програмних засобів форматування та іншого програмного забезпечення, що визначається вихідними даними. Користувачі отримують доступ до інформації через програми, які можна налаштовувати та отримувати інформацію, адаптовану до конкретних потреб.
Оскільки технології продовжують розвиватися, майже напевно з’являться додаткові досягнення в галузі погодних технологій як у діагностиці, так і прогнозуванні.
