Poštovani posetioci,
zadovoljstvo nam je da sa vama podelimo vest da su na našim stranicama konačno dostupni produkti regionalnog numeričkog modela NMMB, koji se pokreće na NEMS softverskoj platformi. Dostupna su dva domena, odnosno pokrivena područja, sa rezolucijom oko 11.5km i 2.9km.

STRANICA SA PRIKAZOM NUMERIČKIH MODELA (klik)

METEOPLANETA - NEMS NMMB

Kompjuteri u meteorologiji

Modeliranje atmosfere je način za indirektno proučavanje njenih svojstava, pri čemu se matematičkim putem u računarskom programu opisuje njeno stanje u nekom trenutku, kao i promena stanja tokom nekog vremenskog perioda. Ukoliko je izračun u modelu dovoljno brz, tada će se promena stanja modela događati brže nego promena stanja atmosfere i to je temeljni uslov da bi pomoću modela zapravo mogli prognozirati vreme unapred.

Naime, da bismo prognozirali vreme unapred, moramo imati rezultate modela dovoljno rano, po pravilu znatno ranije nego što dođe stvarni trenutak na koji se ti rezultati odnose. Tada u problematiku rešavanja atmosferskih modela uskaču kompjuteri koji obrađuju veliku količinu podataka u dovoljno kratkom vremenu i na taj način omogućavaju prognostičaru uvid u očekivano stanje atmosfere u nekom trenutku u budućnosti. Atmosfera je tanki gasoviti omotač oko Zemlje u kojem se događaju kompleksni termodinamički, hemijski i dinamički procesi. Prvi pokušaji da se matematičkim putem opišu takvi procesi sežu u 1920-e godine, ali do izuma računara 1950-ih godina nije bilo moguće imati realistične rezultate takvih matematičkih modela. Danas se veliki broj globalnih i regionalnih modela upotrebljava širom sveta, pri čemu se koriste različita merenja sa satelita, radio sondi i drugih načina za meteorološka merenja aktuelnog stanja kao ulaznih podataka u model.

Matematika i fizika modela su temelj vremenske prognoze

Model sadrži matematičke dinamičke jednačine koje opisuju kretanje fluida (atmosfere). S obzirom na to da matematičkim putem nije moguće ili bi bilo prekompleksno prikazati veliki  broj fizičkih i hemijskih procesa u atmosferi, osim dinamičkih jednačina koje opisuju kretanje fluida koriste se i različite parametrizacije unutar modela. Parametrizacije modela su načini za predstavljanje fizičkih i hemijskih procesa koji se ne mogu direktno opisati matematičkim jednačinama ili bi za njihovo rešavanje direktnim putem bili potrebni preveliki računarski resursi. Pritom se koriste različite statističke i slične pretpostavke koje u modelu više ili manje tačno oponašaju stvarne procese u atmosferi i interakciju atmosfere sa  podlogom i Sunčevim zračenjem. Primeri za takve parametrizacije su razmena toplote u sistemu podloga-atmosfera, pretvaranje vodene pare u oblake i padavine, turbulencija, termičko mešanje planetarnog sloja, uticaj trenja podloge na vazdušna strujanja i slično. Iz navedenog je jasno kako se model atmosfere u mnogočemu razlikuje od stvarnosti. Dinamičke jednačine koje opisuju kretanje fluida su po pravilu pojednostavljene zbog bržeg izračunavanja, a fizikalno-hemijske parametrizacije su sve, samo ne savršeno modelirani procesi u stvarnosti. Na kraju, sam model radi na principu izračunavanja stanja atmosfere u konačnom broju tačaka prostora, poređanih u takozvani grid – mrežu tačaka u horizontalnom i vertikalnom smeru, pri čemu gustoća tih tačaka određuje horizontalnu, kao i  vertikalnu rezoluciju modela. Drugim rečima, model je prilično gruba aproksimacija stvarnosti, ali i kao takav u praksi služi dosta dobro za svoju namenu. Ipak, zbog svojih nedostataka potreban je oprez i iskustvo u tumačenju rezultata modeliranja.

Asimilacija ulaznih podataka u model

Kako bi model mogao započeti vremensku integraciju, neophodno je da se u njega „ubaci“ stanje u određenom početnom trenutku. Taj trenutak se naziva trenutkom inicijalizacije modela, a temelji se na tzv. asimilaciji podataka. Asimilacija podataka podrazumeva upotrebu izmerenih vrednosti u nekom trenutku za kreiranje početnog stanja modela. To se radi putem metoda interpolacije, ekstrapolacije i drugih matematičkih transformacija različitih podataka, kao što su meteorološki elementi izmereni na meteorološkim stanicama, podaci sa meteoroloških radio sondi, podaci sa meteoroloških radara, satelita i druge opreme za merenje, opažanje i detekciju različitih atmosferskih procesa i veličina.

NEMS

NEMS je skraćenica od NOAA Environmental Modeling System i predstavlja softversko okruženje unutar kojeg se izvode već pomenute matematičke jednačine i fizičke parametrizacije procesa kroz integraciju modela, asimilacija izmerenih podataka, konverzije formata i slični računarski zahvati na modelu atmosfere. Osim NEMS sistema postoje i drugi, od kojih je svakako najpoznatiji i nešto dugotrajniji WRF. NEMS i WRF su jedini ozbiljni sistemi otvorenog koda koji su upotrebljivi za numeričku analizu atmosfere, i među najboljim su platformama u svetu uopšteno, rame uz rame sa ECMWF-ovim IFS sistemom, DWD-ovim ICON i sličnim predstavnicima numeričke meteorologije, te usuđujemo se reći znatno napredniji od nekih – na našim prostorima mnogo popularnijih i razvikanijih numeričkih sistema za vremensku analizu i prognozu.

Nedavno poboljšani globalni model GFS (Global Forecast System) takođe radi pod NEMS programskom arhitekturom i vrlo je bliski rođak NMMB modela koji je centralna tema današnjeg teksta. NEMS i WRF sistemi se razvijaju u SAD, i za razliku od „evropske meteorologije“, finansirani su isključivo iz državnog budžeta i kao takvi potpuno besplatni za korišćenje u neograničenom opsegu. Nama su NEMS sistemi i dodatno interesantni, jer dobar deo znanja na kojem se oni temelje potiče sa naših prostora. Nekoliko vrsnih meteorologa i programera koji su među vođama numeričkog modeliranja u SAD potiče iz naših krajeva, kao na primer Zaviša Janjić, Dušan Jović, Ratko Vasić, Fedor Mesinger… Naime, numerička meteorologija zapravo je i krenula „sa Balkana“, davnim razvojem HIBU modela (Hydrometeorological Institute and Belgrade University) tokom 1970-ih godina od strane tada mladih Mesingera i Janjića. Tokom 1980-ih godina model je doživeo izmene, te je prodat američkom NCEP-u i postao operativni NCEP-ov model od 1993. godine pod nazivom ETA [referenca: http://etamodel.cptec.inpe.br/history]. Razvojni tim sa Janjićem, Jovićem i Vasićem time nije napustio meteo programiranje, već i dan-danas u američkom NCEP-u predvodi unapređenje ove branše atmosferskih modela. Tokom godina, ETA model doživljava veće promene i postaje NMM – Nonhydrostatic Mesoscale Model i ulazi pod WRF arhitekturu kao WRF-NMM (WRF – Weather Research and Forecasting). Poslednja promena modela nastupa nedavno, kada NMM prelazi iz WRF u NEMS arhitekturu i pritom menja grid iz tzv. Arakawa-E u Arakawa-B čime dobija dodatno slovo u naziv i postaje NEMS-NMMB model.

Dodatna modernizacija u NMMB verziji dolazi iz vrlo naprednog i kompleksnog WRF-ARW modela, prilagođavanjem određenih fizičkih parametrizacija i shema za rad unutar NMMB modela. Odličan model time postaje još bolji i spreman i za najzahtevnije izazove; NMMB je moguće pokretati u regionalnom, ali i u globalnom načinu rada i na vrlo širokom spektru rezolucije grida, pa tako umesto „mesoscale“ prvo slovo M u nazivu sad znači „multiscale“, a cela skraćenica Nonhydrostatic Multiscale Model on B-grid.

MeteoPlaneta NMMB

Konfiguracija MeteoPlaneta NMMB modela se pokreće na snažnom računaru Udruženja „EkoMeteos“ i računa očekivano stanje atmosfere nad Srbijom i ostatkom EX-YU sa bližom okolinom, te na drugom domenu za područje većeg dela Balkanskog poluostrva, Italije i centralne Evrope. Iako u Evropi to najčešće nije praksa, odlučili smo se da produkte objavimo javno, te da zarad opšteg dobra budu dostupni svima.

Domen koji pokriva veće područje (južnu Evropu, kao i deo centralne i istočne Evrope) je rezolucije 0.1° – oko 11.5km, dok je drugi domen koji pokriva ex-YU sa bližom okolinom rezolucije fantastičnih 0.025° – oko 2.9km. Ovo je odlična rezolucija za predviđanje meteoroloških procesa mikro-razmera, što će naročito poslužiti u letnjim sezonama u prognozi konvektivnih procesa, odnosno lokalnih pljuskova sa grmljavinom. Nastojali smo da odličnom rezolucijom od 2.9km pokrijemo sve zemlje okruženja – pored Srbije, tu su Bosna i Hercegovina, Hrvatska, Crna Gora, Makedonija, Slovenija, veći deo Mađarske, Albanije i Rumunije, kao i manji delovi Bugarske, Grčke, Austrije i Italije. Države južnog i istočnog Balkana do sada su bile slabije pokrivene modelima visoke rezolucije, poput Makedonije, što treba posebno istaći.

Model, pored osnovnih meteoroloških parametara, računa i mnoge druge produkte koji se izrađuju na osnovu opštih, tako da je dostupno čak 75 grafičkih produkata modela. Prikazu produkata modela možete pristupiti klikom na link ispod, ili putem glavnog navigacionog menija, pod sekcijom PROGNOZA.

PRIKAZ PRODUKATA NMMB, GFS i ECMWF MODELA

Podeli
Jedan od osnivača i urednika sajta MeteoPlaneta, inicijator osnivanja i sadašnji predsednik Udruženja EkoMeteos. Rođen je 1993. godine u Zrenjaninu. Meteorologijom je počeo da se bavi sa svojih 9 godina, a prognozama i analizama vremena od svoje 13. godine. Njegove preokupacije su studije, ali i sve vezano za Udruženje EkoMeteos. Glavni je prognostičar i programer našeg tima. U meteorologiji ga najviše zanimaju prognoze, ali i tehnička meteorologija – automatske meteorološke stanice, radari…