O wydarzeniu
W 2017 roku mija 20 lat od chwili, gdy w ICM UW rozpoczęliśmy prace nad numeryczną prognozą pogody – projektem, który zaowocował jednym z najbardziej rozpoznawalnych serwisów meteorologicznych w Polsce: meteo.pl.
Jubileuszowa konferencja XX-lecie meteo.pl to okazja, by:
- podsumować nasze dotychczasowe doświadczenia w zakresie prac badawczych, rozwojowych i wdrożeniowych,
- omówić efekty współpracy partnerskiej z United Kingdom Met Office,
- zaprezentować nowatorskie możliwości wykorzystania danych meteorologicznych w różnych sektorach gospodarki,
- przedstawić nowe usługi dostępne w serwisie meteo.pl.
Wstęp na konferencję jest bezpłatny, jednak osoby zainteresowane uczestnictwem będziemy prosić o wypełnienie formularza rejestracyjnego (liczba miejsc jest ograniczona).
Dla kogo
Konferencja skierowana jest do użytkowników meteo.pl, środowiska naukowego oraz firm i instytucji wykorzystujących w swojej działalności dane meteorologiczne bądź zainteresowanych ich przyszłym wykorzystywaniem.
Gdzie i kiedy
Konferencja XX-lecie meteo.pl odbędzie się w środę 11 października 2017 r. w Bibliotece Uniwersyteckiej w Warszawie przy ul. Dobrej 56/66 w godz. 10.00–14.00.
Program
09:30–10:00 Rejestracja uczestników
Sesja I: Rys historyczny prognoz meteorologicznych w ICM UW i perspektywy rozwoju NWP
10:00–10:10 Przywitanie gości – prof. Andrzej Tarlecki, Prorektor UW ds. kadrowych i polityki finansowej
10:10–10:40 ICM a numeryczne prognozowanie pogody – prof. Marek Niezgódka, Dyrektor ICM UW
10:40–11:30 Global and Convective-Scale NWP at the Met Office: Status and Plans – prof. Dale Barker, Weather Science, Met Office
11:30–12:00 Przerwa kawowa
Sesja II: Wybrane zastosowania prognoz meteorologicznych w gospodarce
12:00–12:15 Przegląd najważniejszych prac zespołu meteo.pl i przykłady ich zastosowania w praktyce – dr inż. Karolina Szafranek, ICM UW
12:15–12:30 Predykcja i dane meteo w nowoczesnej energetyce – dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk, Globema
12:30–12:45 Meteorologia zanieczyszczenia powietrza – prof. dr hab. inż. Jerzy Zwoździak, Centrum Zarządzania Ryzykiem Środowiskowym i Monitoringu Ekosystemów, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
12:45–13:00 Wykorzystanie i możliwości zastosowania prognoz meteorologicznych w rolnictwie – dr inż. Anna Nieróbca, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy
13:00–13:15 Znaczenie osłony meteorologicznej dla lotnictwa cywilnego – Piotr Wieczorek, AMC Advanced Manufacturing Consulting
13:15–13:30 Wyzwania i plany na przyszłość – nowe rozwiązania meteo.pl – dr inż. Maciej Wrona, ICM UW
13:30–14:00 Dyskusja
Rejestracja
Udział w konferencji jest bezpłatny. Rejestracja odbywa się tylko poprzez formularz zgłoszeniowy.
Partner konferencji
Abstrakty wystąpień
ICM a numeryczne prognozowanie pogody
Prof. dr hab. Marek Niezgódka (ICM UW)
Jak i dlaczego doszło do uruchomienia serwisu ICM udostępniającego numeryczne prognozy pogody? To pierwszy z tematów przedstawionych w prezentacji.
Kolejnymi będą kluczowe wydarzenia związane z tą działalnością, które miały miejsce w ciągu minionych 20 lat, a których nie brakowało.
Global and Convective-Scale NWP at the Met Office: Status and Plans
Prof. Dale Barker (Hd, Weather Science, Met Office)
The Met Office global and regional NWP applications are centered around the use of the Unified Model (UM) to provide short-range forecasts out to 5-7 days of global and local significant weather. This talk will begin with a brief history of the UM followed by a look at trends in forecast performance changes in the last few decades. The presentation will then describe some of the major upgrades implemented or planned during the timeframe of the new Cray XC40 supercomputer (2015 – 2020) beginning with a brief description of the basic NWP configurations and a summary or recent major upgrades e.g. variational bias correction, additional satellite data, etc.
In July 2017, the resolution of the global NWP system at the Met Office was increased to ~10km, with an associated increase to 20km for the global (MOGREPS-G) ensemble. A more significant change is the introduction of hourly- cycling four dimensional variational (4DVar) data assimilation for the km-scale UK model. The relative contributions to forecast skill improvements of hourly-cycling, the use of the 4DVar technique, and improved driving global model will be assessed in this talk.
Looking forward, additional major upgrades are planned in the next 1-2 years including weakly coupled ocean-atmosphere data assimilation, extension of the km-scale MOGREPS-UK ensemble to T+5 days (plus resolution increase from 2.2km to 1.5km), replacement of the current ETKF ensemble system with an ‘Ensemble of 4D Ensemble Vars’. Details of these promising scientific developments will be provided. Finally, a brief summary of plans for the post-UM ‘Exascale Era’ beginning in ~2023 will be outlined.
Przegląd najważniejszych prac zespołu meteo.pl i przykłady ich zastosowania w praktyce
Dr inż. Karolina Szafranek (ICM UW)
Zespół meteo.pl wyznacza prognozy meteorologiczne przy użyciu trzech niezależnych numerycznych modeli pogody: UM (UKMO Unified Model), WRF (Weather Research and Forecasting Model) i COAMPS (Coupled Ocean/Atmosphere Mesoscale Prediction System). Redundancja rozwiązań pozwala z jednej strony na prowadzenie kontroli nad jakością prognoz w obrębie wybranych parametrów meteorologicznych, a z drugiej na dopasowanie produktu meteorologicznego do potrzeb odbiorcy. Każdy z modeli charakteryzuje się inną rozdzielczością przestrzenną, długością prognozy, rodzajem specjalistycznych parametrów czy wreszcie pewnymi ograniczeniami. Umożliwia to dopasowanie produktu meteorologicznego do różnorodnych potrzeb.
Dotychczas prognozy meteo.pl wykorzystywane były w praktyce głównie w ramach projektów badawczo-rozwojowych. Jednym z projektów o charakterze aplikacyjnym odpowiadającym na realne zapotrzebowania podmiotów gospodarczych był projekt PROZA (PlatfoRma wspomagania decyzji Operacyjnych Zależnych od stanu Atmosfery). Projekt ten zapoczątkował budowę specjalistycznych serwisów dedykowanych leśnictwu, sadownictwu czy energetyce.
Szczególnym wyzwaniem jest obecnie szybkie wyznaczanie precyzyjnej prognozy pogody dedykowanej dla optymalizacji budowy i zarządzania przyszłej generacji sieci energetycznych. Pierwsze próby wykorzystania danych generowanych w Meteo do celów zarządzania siecią energetyczną zostały wykonane w ramach projektu SDZP (Dynamiczne zarządzanie zdolnościami przesyłowymi sieci elektroenergetycznych przy wykorzystaniu innowacyjnych technik pomiarowych). Obecnie trwają prace nad prognozami wyznaczanymi dla obszarowego prognozowania produkcji energii z OZE (Obszarowe prognozowanie produkcji energii elektrycznej z Odnawialnych Źródeł Energii z uwzględnieniem jej wpływu na obciążenia węzłów sieci).
Zespół bierze także udział w programie SESAR (Single European Sky ATM Research), gdzie jednym z elementów jest uwzględnienie prognostycznej informacji meteorologicznej w zarządzaniu przestrzenią powietrzną, a także opracowanie modelu przyczepności pasa startowego.
ICM UW prowadzi także unikatową bazę scenariuszy zmian klimatu (parametry o rozdzielczości przestrzennej ok. 25×25 km, czasowej miesięcznej lub sezonowej) dla Polski opracowanej na zlecenie Ministra Środowiska i stanowiącej podstawę najróżniejszych opracowań adaptacyjnych.
Predykcja i dane meteo w nowoczesnej energetyce
Dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk (Globema)
Zmiany zachodzące obecnie w energetyce, powodowane potrzebą rosnącej efektywności energetycznej oraz systematycznym wzrostem produkcji z odnawialnych źródeł energii (OZE), pociągają konieczność przewidywania tak podaży energii z tych źródeł jak i jej zapotrzebowania w określonych przedziałach czasu. Wielkość produkcji energii z OZE bardzo silnie zależy od warunków pogodowych, których zmienność bezpośrednio wpływa na procentowy udział tej energii w całkowitym bilansie energetycznym systemu. Wraz ze zwiększającym się udziałem tej energii, potrzeba coraz dokładniejszej predykcji staje się nieodzownym elementem, zapewniającym bezpieczeństwo pracy Krajowego Systemu Energetycznego. Z drugiej strony zmiany pogody, głównie temperatury i wiatru, wpływają na zmieniające się zapotrzebowanie na energię, powodując wahania obciążenia w sieci, a tym samym konieczność dynamicznego nią zarządzania. Również w tym przypadku trafność prognoz jest jednym z warunków optymalnego sterowania pracą systemu elektroenergetycznego zapewniającą jego efektywne wykorzystanie. W prezentacji dokonany zostanie przegląd wybranych kierunków prac badawczo-rozwojowych oraz gotowych narzędzi wykorzystujących dane meteorologiczne do wspomagania różnych gałęzi energetyki zawodowej.
Meteorologia zanieczyszczenia powietrza. Air pollution meteorology
Prof. dr hab. inż. Jerzy Zwoździak (Centrum Zarządzania Ryzykiem Środowiskowym i Monitoringu Ekosystemów, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu)
Od lat 50. XX wieku meteorologia i ochrona powietrza jako nauki były ze sobą ściśle związane. Obecnie mówimy o meteorologii ochrony powietrza, meteorologii smogów miejskich itp., czyli powstała nowa dyscyplina nauk o atmosferze. Na czasie jest skupienie się na kwestiach środowiska miejskiego ze względu na rozrastanie się miast. Trudno jest jednak napisać jedno równanie, w którym mieściłby się interakcyjny efekt cech miejskich, meteorologii i emisji zanieczyszczeń. Wyzwaniem pozostaje stworzenie narzędzia interdyscyplinarnej (zintegrowanej) oceny, mającego na celu zoptymalizowanie działań w kierunku ograniczenia wpływu zanieczyszczeń na zdrowie mieszkańców miast. Przykładowo, decydując się na ostrzeżenia o pojawieniu smogu miejskiego należy brać pod uwagę nie tylko wyniki z zintegrowanych modeli jakości powietrza lecz i inne czynniki związane z cechami miejskimi i lokalną prognozą meteorologiczną. Jakie narzędzia modelowania powinno się opracować do symulacji oddziaływań specyfika miejska-meteorologia-jakość powietrza, jakie opcje w lokalnej polityce ochrony środowiska są dostępne, by kontrolować emisję zanieczyszczeń i oceniać ich skuteczność działania. Ten interdyscyplinarny węzeł należy rozwiązać. W jaki sposób? To pytanie do nas, specjalistów z meteorologii i szeroko pojętej ochrony powietrza.
Wykorzystanie i możliwości zastosowania prognoz meteorologicznych w rolnictwie
Dr inż. Anna Nieróbca (Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy)
Rolnictwo jest odpowiedzialne za bezpieczeństwo żywnościowe kraju, a jednocześnie zobowiązane jest do produkcji żywności w sposób zrównoważony i bezpieczny dla środowiska. Wypełnienie tych celów obliguje producentów rolniczych do racjonalnego wykorzystywania środków produkcji. Dostęp do bieżącej informacji za pośrednictwem serwisów informacyjnych zarówno o środowisku jak i wpływie pogody na produkcję rolniczą, znacząco ułatwiłoby optymalizacje procesów produkcyjnych. Dodatkowo informacje te mogłyby być wykorzystane do lepszego planowania prac polowych, precyzyjnego wykonywania zabiegów ochrony, nawożenia i nawadniania oraz w zapobieganiu niepożądanym efektom zjawisk atmosferycznych, czy zarządzaniu ryzykiem związanym z anomaliami pogodowymi.
Do niedawna produkcja rolnicza dysponowała danymi meteorologicznymi pozyskiwanymi z pomiarów manualnych, co znacznie ograniczało możliwość wykorzystania ich w praktyce rolniczej. Wraz z rozwojem technologii informatycznych (IT) pojawiły się nowe możliwości praktycznego wykorzystania danych meteorologicznych. Dostęp do prognoz w formie cyfrowej dla dowolnego punktu w kraju stwarza nieograniczone możliwość aplikacyjnego zastosowania ich do optymalizacji produkcji rolniczej w całym kraju.
W praktyce rolniczej już wykorzystywane są aplikacje internetowe informujące rolnika o warunkach meteorologicznych do wykonywania zabiegów chemicznej ochrony roślin. Aplikacje takie posiadają algorytmy, które analizują informacje pogodowe a wyniki prezentują w formie graficznej wskazując najlepszy dzień i porę dnia, w której można wykonać zabieg. Informacje te ułatwiają planowanie wykonania oprysku i wyboru najbardziej skutecznego preparatu w określonych warunkach pogodowych.
Dane meteorologiczne pozyskiwane z modeli cyfrowych umożliwiają prognozować zagrożenie terminu pojawienia szkodników roślin uprawnych i sadowniczych, których rozwój jest determinowany warunkami termicznymi. Ponadto dane te mogą zasilać meteorologiczne systemy wspomagania decyzji (MSWD) wykorzystywane w ochronie roślin. Przydatność MSWD jest szczególnie duża do monitorowania zagrożenia ze strony agrofagów charakteryzujących się krótkim cyklem infekcyjnym, a których rozwój ściśle zależy od przebiegu warunków meteorologicznych.
Praktyczne zastosowanie prognoz numerycznych wykorzystuje się do nawadniania. W nowoczesnych systemach informatyczny służące do nawadniania produkcji warzyw, owoców i ziemniaków, bieżące informacje o warunkach meteorologicznych oraz prognozy pogody na kolejne dni są wykorzystywane do określenia terminu oraz dawki wody potrzebnej do nawodnienia. W przypadku nawożenia, brak jest aplikacji wspomagających rolnika w podejmowaniu decyzji w zależności od warunków pogodowych, chociaż zarówno ilość, jaki i sposób aplikacji nawozu wymaga dostosowania do warunków pogodowych.
Produkcja rolnicza z pośród wszystkich dziedzin gospodarki narodowej w największym stopniu zależy od warunków pogodowych, praktycznie na każdym etapie produkcji informacje meteorologiczne i prognozy pogodowe wspomagają decyzji w codziennej pracy rolnika. Dlatego istnieje potrzeba opracowania aplikacji internetowych, które będą przetwarzały prognoz pogody (dane numeryczne) do informacji ułatwiającej optymalizuję produkcji rolniczej.
Znaczenie osłony meteorologicznej dla lotnictwa cywilnego
Piotr Wieczorek (AMC Advanced Manufacturing Consulting)
Działalność lotnicza jest nierozerwalnie związana z meteorologią. Wpływ warunków meteorologicznych ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo wykonywanych operacji lotniczych. Dotyczy to zarówno lotnictwa komunikacyjnego, jak i pozostałych rodzajów lotnictwa cywilnego, w tym lotnictwa sportowego. Znaczenie pogody dla pilota bardzo trafnie opisał między innymi Antoine de Saint-Exupéry w książce „Nocny lot”. Polska posiada wieloletnie tradycje w zakresie meteorologii lotniczej, będącej istotnym elementem operacyjno-taktycznej sytuacji powietrznej. W 1928 roku ukazała się jedna z pierwszych publikacji w tym zakresie pt. „Lotnictwo – cykl obejmujący całokształt lotnictwa”. Pierwszy rozdział tego podręcznika poświęcony jest w całości meteorologii lotniczej. Jego autor – Franciszek Schneider pisał: „Chcąc zająć się lotnictwem, godzi się przede wszystkim poznać nieco bliżej żywioł, w którym się lata”. Od wydania tej publikacji minęło blisko 90 lat. W tym czasie nastąpił olbrzymi postęp techniczny . Dziś do dyspozycji pilotów są zarówno dokładne, uaktualniane na bieżąco prognozy meteorologiczne, jak również specjalistyczne urządzenia pokładowe, jak np. radar pogodowy. Należy wyraźnie podkreślić, iż informacje dotyczące stanu pogody mają istotne znaczenie nie tylko dla załóg statków powietrznych. Niemniej istotne są one także dla zarządzających lotniskami oraz dla instytucji zapewniających służby żeglugi powietrznej. Dla wszystkich odbiorców istotny jest stopień przewidywalności opracowywanych prognoz meteorologicznych, jak również zakres i czytelność otrzymywanych informacji. Mapy pogody stanowią główne narzędzie analizy synoptycznej, pozwalające na wnioskowanie o procesach fizycznych zachodzących w atmosferze. Szczególnego znaczenia w lotnictwie cywilnym nabierają prognozy krótkoterminowe, uwzględniające informacje odnośnie zjawisk atmosferycznych mających istotny wpływ na technikę pilotażu oraz bezpieczeństwo lotu, a także na eksploatację portów lotniczych, takie jak m.in.: ciśnienie atmosferyczne, temperatura powietrza, niski pułap chmur, silne opady, oblodzenie, burze, turbulencje, uskok wiatru, siła wiatru przy ziemi i na poszczególnych poziomach lotu, mgły. Prognozy opracowywane od XX lat przez ICM, dzięki zastosowaniu specjalistycznego oprogramowania oraz wielkich mocy obliczeniowych, charakteryzuje bardzo wysoki stopień przewidywalności. Wzbogacenie tych prognoz o informacje niezbędne w prowadzeniu działalności lotniczej stworzyłoby możliwość świadczenia serwisu pogodowego wysokiej jakości dla wielu podmiotów z zakresu lotnictwa cywilnego. Serwis ten stanowiłby istotny element systemu zarządzania bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym.
Wyzwania i plany na przyszłość – nowe rozwiązania meteo.pl
Dr inż. Maciej Wrona (ICM UW)
Wiarygodne dane dotyczące stanu atmosfery stanowią dziś jeden z kluczowych elementów w procesie podejmowania decyzji w wielu obszarach: rolnictwie, transporcie, energetyce czy zarządzaniu kryzysowym. Dla pełnego pokrycia potrzeb różnych grup odbiorców konieczne jest dopasowanie produktu meteorologicznego poprzez budowanie serwisów dedykowanych biorących pod uwagę kluczowe z punktu widzenia odbiorcy końcowego parametry.
Centrum meteo.pl przez ostatnie dwie dekady działalności wypracowało unikatowe know-how w zakresie prowadzenia numerycznych modeli prognozy pogody. Interdyscyplinarny charakter zespołu umożliwił podjęcie prac nad nowymi produktami i usługami opartymi na wynikach z tych modeli. Jednym z kluczowych kierunków rozwoju zespołu stały się działania związane z wdrożeniem usług opartych o dane z wysokorozdzielczych modeli prognozy pogody.
Dla pełniejszego poznania preferencji odbiorców przeprowadzono badania ankietowe, dające pogląd o strukturze i oczekiwaniach użytkowników meteo.pl. Podjęte na ich bazie prace rozwojowe umożliwiły rozbudowę i uruchomienie pierwszych serwisów branżowych oraz kanałów dostępu do danych numerycznych: API oraz nowej odsłony meteo.pl.
