jasno — tisk
čas výtisku: 2020–06–03 | 05:29 UTC
publikováno: 2020–04–03 | 09:45 UTC
autor článku: ECMWF
Předpovědní modely: Pokles počtu měření z letadel může mít vliv na kvalitu předpovědí
Jeden z aspektů pandemie COVID-19 byl pokles počtu letů dopravních letadel a tím pádem také jejich měření dat, používaných pro matematické modelování předpovědí počasí v meteorologických centrech. Tato data mají široké využití (spolu s řadou dalších) při zkoumání budoucího stavu zemské atmosféry a jsou základem při spouštění výpočtu.
V ECMWF (European Center for Middle Weather Forecast, Evropské centrum pro střednědobou předpověď) jsou data, reportovaná z letadel, podpůrná pro data ze satelitů. Ovšem přidaná satelitní data větru napomáhají zmírnit výpadek dat z letadel.
.
Snížení počtu měření
Níže zobrazený obrázek ukazuje počet měření z letadel v Evropě, která byla použita v modelech ECMWF během března 2020.
.
Mnoho měření bylo získáno z letadel amerických aerolinií, které prozatím v nezměněné intenzitě létají nad USA, nicméně i evropské aerolinky přispívají nemalým přínosem. Měření poskytovaná evropskými aerolinkami a zprostředkovávaná EUMETNETem byla omezena v posledním týdnu, ale ostatní programy byly značně redukovány v posledních dnech.
Kvůli snížení ceny za data může být systém AMDAR vypnut, pokud je ve vzduchu velké množství měřících letadel. To poskytuje určitou odolnost k velkému množství měření.
„Poslední informace od aerolinek ukazuje, že evropské pokrytí systémem AMDAR bude v následujících měsících omezeno o 65 % nebo více, dá se očekávat, že tento stav bude pokračovat až do léta,“ tvrdí Steve Stringer, programový manažer EUMETNET ABO.
Omezení počtu letů a snížení plošného pokrytí měření se dá předpokládat v následujících týdnech.
„Čekáme významné omezení také dat z amerického prostoru, které bude mít dopad na výstupy numerických modelů předpovědního systému,“ říká Christopher Hill z americké Národní oceánografické a atmosférické agentury (NOAA).
Australský program AMDAR zatím pracuje normálně. „Je však očekávatelné snížení počtu dat, když Qantas uzemní všechny své mezinárodní lety na konci března a omezí vnitrostátní lety o 60 %,“ potvrzuje Douglas Body z australského Meteorologického úřadu (BoM). Měření zatím pokračují díky nákladním letadlům, u kterých není tak markantní omezení, jako u letů s pasažéry.

Důsledky snížení počtu měření v ECMWF
V roce 2019 proběhl test, ve kterém se zkoumaly výstupy modelů s použitím všech dat a s vyloučením letadlových měření. Jak ukazují obrázky, největší vliv má započtení dat na tlakové hladiny 250 až 200 hPa (kolem 11-12 km výšky), což je typická cestovní hladina dopravních letadel. Z geografického pohledu je vliv největší na severní polokouli a týká se jak teploty vzduchu, tak větru.
.
Další obrázek ukazuje srovnání komplexních letadlových měření oproti užití jen samotných aerologických sond pro předpověď teploty. Předpovědi bez letadlových dat vykazují odchylky k horšímu o 9 % právě v typických letových hladinách.

„Vyřazení poloviny letadlových dat způsobí chybu mírně nižší, než 50 %, oproti vyřazení kompletně všech letadlových měření,“ říká vědec z ECMWF Bruce Ingleby.
Jak moc velký je rozdíl v množství pozorování ukazuje statistika FSOI (Forecast sensitivity to observation impact). Tato statistika zahrnuje 13procentní vliv letadlových měření na celkový průměr ECMWF z roku 2019. Z ní jsou asi 2/3 měření větru. Vliv závisí na tom, v jakém rozsahu jsou data použita. Britská MET Office používá pro globální modely kolem 8 % těchto dat, americká služba NRL/NMOC kolem 9 %. Ovšem regionální modely pro menší území používají mnohem větší zastoupení letadlových dat a tam se odchylky projevují výrazně více.
Shrnuto, počet letadlových měření poklesl velmi výrazně v posledních pár týdnech, jak nad Evropou, tak nad celým světem. V nadcházejících dnech i týdnech očekáváme další pokles těchto měření a to bude mít značný dopad na zhoršení kvality předpovědí zejména v oblasti polárního jet-streamu (hladiny 11-12 km) hlavně v krátkodobém časovém rozsahu předpovědí.
Studie citlivosti, dělané v ECMWF, ukazují, že vyřazení letadlových dat povede v krátkodobé předpovědi ke zhoršení o 15 %, významně to bude zřetelné v předpovědích do 7 dnů. Ze studie také vyplynule méně významné, ale nenulové zhoršení předpovědi tlakového pole na úrovni hladiny moře, a to o 3 %.

Zmírnění vlivu chybějících dat
Ostatní meteorologická měření nejsou pandemií COVID-19 ovlivněna tolik, jako měření letadlová. Je proto možné chybějící data alespoň částečně nahradit větším množstvím vypouštěných radiosond. Satelitní data poskytují údaje o teplotě a vlhkosti, ale jen v malé míře o větru. V lednu 2020 začalo ECMWF používat data větru z družice Aeolus.
„Výsledky Aeolus ukazují, že je zde velký prostor, odkud získávat data o větru jakožto vstupních podmínek do numerických modelů,“ říká Lars Isaksen, vedoucí Actively Sensed Observations Group v ECMWF.

Další informace
Pro více informací, jak jsou zpracovávána letadlová data, je možno přečíst tento článek.

A také na stránkách EUMETNET.

Zdroj
Překlad: Petr Dvořák.