Meteorološka opazovanja in kako poteka napovedovanje vremena v Sloveniji

Vas zanima kako potekajo meteorloške meritve? Vas zanima kako poteka in kako nastane napoved vremena za našo državo? Preberite!

Uvod

V zadnjih letih in desetletjih smo bili priča hitremu znanstvenemu in tehnološkemu razvoju na vseh področjih človekovega delovanja, ki sta mu meteorološka in hidrološka služba v Sloveniji uspešno sledili. Meteorologi, hidrologi in drugi strokovnjaki pri nas tako danes uporabljajo vse sodobno orodje, ki je tudi plod lastnega razvoja in znanja. Moderna mreža meteoroloških in hidroloških postaj redno zagotavlja pomembne podatke o stanju vremena in hidroloških parametrov. Pri napovedovanju vremena in hidrološkega stanja se uporabljajo sodobni modeli. Nekatere podatke kot rezultate modelskih analiz pridobivamo z mednarodno izmenjavo in sodelovanjem z mednarodnimi institucijami, nekatere modele pa uporabljamo neposredno. Na Agenciji RS za okolje se kot nosilci meteorološke in hidrološke dejavnosti zavedajo odgovornosti za njen nadaljnji razvoj zato ta trenutek že stojijo pred novimi razvojnimi nalogami, katerih uresničitev tudi v prihodnje zagotavlja zadovoljevanje potreb javnosti in drugih uporabnikov njihovih storitev.

Kratka zgodovina slovenske državne meteorološke službe

Prva meteorološka opazovalna postaja je bila ustanovljena leta 1779 v Trstu, naslednja pa istega leta v Gorici. V Ljubljani so obstajala meteorološka opazovanja že okrog leta 1824, vendar se zapisi niso ohranili. Leta 1850 je začela ponovno delovati meteorološka postaja v Ljubljani, 1852 v Celju, 1858 v Novem mestu, 1863 v Mariboru, 1864 na Ptuju in v Kranju, 1871 v Kamniku in drugje. Po končani 1. sv. vojni je na našem ozemlju delovalo približno 86 temperaturnih in padavinskih opazovalnic, leta 1925 se je to število povečalo na 184. Med 2. sv. vojno je bilo delovanje merilne mreže skoraj prekinjeno, opravljale so se le nekatere meritve in opazovanja. Prva vojaška meteorološka postaja je bila ustanovljena leta 1944 v Dragi na Gorjancih, druga pa jeseni 1944 v Črnomlju. Maja 1945 so bile aktivne 4 glavne meteorološke postaje, dve sinoptični v Mariboru in Celju, ter dve na letališčih v Črnomlju in Ljubljani. Po končani vojni januarja 1947 je bila ustanovljena Uprava hidrometeorološke službe pri vladi Federativne ljudske republike Jugoslavije kot državna služba, 24. maja 1947 pa je tedanja vlada Ljudske republike Slovenije izdala Odredbo o ustanovitvi Uprave hidrometeorološke službe (UHMS). Leta 1957 se je UHMS preimenovala v Hidrometeorološki zavod Ljudske republike Slovenije (HMZ). Državna meteorološka in hidrološka služba sta sodelovali v HMZ do 1. maja 2001, ko je bila ustanovljena Agencija Republike Slovenije za okolje kot organizacija v sestavi Ministrstva za okolje in prostor.

Opis meritev

Na profesionalnih meteoroloških postajah, ki so sestavljene iz več podpostaj se poleg normalnih spremenljivk meri tudi:

  • stanje tal
  • vidnost
  • trajanje sončnega obsevanja
  • meteorološke pojave (megla, žled, poledica, …)
  • UV – sevanje
  • radioaktivnost

Avtomatske meteorološke postaje so postaje kjer so vsi senzorji povezani z računalnikom. Računalnik takšne postaje po vnaprej predvidenem programu opravlja meritve v kratkih časovnih intervalih. Taka postaja lahko močno razbremeni opazovalca, nadomestit ga pa ne more. Že zaradi vzdrževanja je redni pregled seveda nujen.

Vrste postaj:

Sinoptičnačna postaja: na sinoptični meteorološki postaji opazujemo in merimo meteorološke elemente v določenih glavnih in pomožnih sinoptičnih terminih (00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 in 21 UTC). Vse sinoptične postaje pošiljajo depeše, ki se preko GTS-a posredujejo v mednarodno izmenjavo. Na sinoptični postaji opravlja opazovanja in merjenja poklicni opazovalec, ki opazuje: sedanje in preteklo vreme, oblačnost – količino in vrsto oblakov, višino baze oblakov, vidnost, posebne pojave, splošne fenološke pojave, stanje posevkov, stanje tal. Merimo pa: smer in hitrost vetra, temperaturo zraka, ekstremno (najvišjo in najnižjo) temperaturo zraka, temperaturo tal v globinah 2, 5, 10, 20, 30, 50 in 100 cm, minimalno temperaturo 5 cm nad tlemi, zračni pritisk, tendenco zračnega pritiska, karakteristike tendence pritiska, vlažnost zraka, vlažnost zemljišča, padavine (vrsta, višina in jakost), snežno odejo (stopnjo pokritosti zemljišča – površina snežne odeje, višini nove in skupne snežne odeje, gostoto snega), globino zamrzovanja in taljenja zemljišča, sončno sevanje, izhlapevanje.

Klimatološka postaja: klimatološka ali podnebna postaja je meteorološka postaja, ki opravlja meritve in opazovanja, trikrat dnevno, ob 07., 14. in 21. uri po krajevnem oz. sončnem času, atmosferske pojave opazujemo in beležimo neprekinjeno, tudi med opazovalnimi termini. Višino padavin, snežne odeje in novozapadlega snega pa merimo tako kot na padavinski postaji, enkrat dnevno – ob 7. uri. Na klimatološki postaji opravlja opazovanja in merjenja priučen honorarni opazovalec, ki opazuje: atmosferske pojave, količino oblačnosti, vidnost, vrsto padavin, čas začetka in konca vseh vrst padavin, fenološka opazovanja (po potrebi), stanje posevkov (po potrebi). Merimo pa: smer in hitrost vetra, temperaturo zraka, ekstremno temperaturo zraka, temperaturo zemljišča, vlažnost zraka, višino padavin, višino snežne odeje.

Padavinska postaja: padavinska postaja je meteorološka postaja, kjer merimo enkrat dnevno, ob 7. uri po krajevnem času. Na padavinski postaji opravlja opazovanja in merjenja priučen honorarni opazovalec, ki opazuje: pomembnejše atmosferske pojave (megla, slana, rosa, vrsta padavin (dež, toča, sneg, …), viharni veter, nevihta, itn.), čas začetka in konca vseh vrst padavin in važnejših atmosferskih pojavov ter fenološka opazovanja (po potrebi). Merimo: višino padavin in višino snežne odeje in novozapadlega snega.

Pluviograf ali ombrograf je instrument, ki zapisuje množino, čas trajanja in jakost padavin. Pri nas uporabljamo Hellmannov pluviograf. Totalizator je pluviometer (ombrometer, dežemer) z veliko posodo in ga uporabljamo za zbiranje padavin v daljšem časovnem obdobju, npr. v enem letu ali v pol leta. Postavljamo ga na nenaseljenih področjih in kjer ni možno meriti padavin z navadnim pluviometrom. Heliograf je instrument za merjenje, oz. nepretrgano registriranje trajanja sončnega obsevanja. Iz njegovega zapisa določamo trajanje sončnega obsevanja v urah. Pri nas uporabljamo heliograf s stekleno kroglo, ki zbira v gorišče sončne žarke in ti izžigajo sled na papirnat trak; ta je nameščen v žleb školjke, ki obdaja stekleno kroglo. Na papirnatem traku ostane prežgana sled.

Fotografije postaj in instrumentov:

 
 

Radar na Lisci [vir: Serbian meteo, forum]

Točkovne meritve za pregled vremenskega stanja ne zadoščajo, zato na Lisci deluje radarski center, ki nam posreduje podatke o prostorski razporeditvi padavin in njihovi intenziteti. Dodaten vir podatkov predstavlja satelit (geostacionarni z prostorsko ločljivostjo 2 km in polarno orbitalni s horizontalno krajevno ločljivostjo okoli 50 km), ki posreduje slike v različnih delih elektromagnetnega spektra, iz katerih lahko veliko izvemo o sevanju ter o oblakih, njihovi višini, vrsti, tudi gibanju. V Ljubljani opravljamo meritve vertikalnega profila temperature in vlažnosti zraka, iz gibanja merilne naprave, ki se dviga skozi ozračje s pomočjo balona (sondaža), s tem pa izračunamo tudi smer in hitrost vetra skozi celotno plast ozračja, v kateri se dogaja vreme in še višje.

Opis mreže meteoroloških postaj v Sloveniji

Osnova za izdelavo vremenskih napovedi in podnebnih analiz so kakovostni podatki in najpomembnejša naloga državne meteorološke službe je izvajanje meteorološkega bdenja. V ta namen vzdržujemo mrežo meteoroloških postaj. Najpopolnejši nabor opazovanj in meritev imajo meteorološke postaje, ki so namenjene izdelavi napovedi in sprotnemu obveščanju javnosti, njihove podatke posredujemo tudi v mednarodno izmenjavo. Vremenske pa tudi podnebne razmere se v tako razgibanem površju, kot je slovensko, opazno spreminjajo že na razmeroma kratkih razdaljah. Zato je merilna mreža za spremljanje podnebnih razmer gostejša. Na teh postajah opravljajo meritve honorarni opazovalci trikrat dnevno, takih postaj je vključno s prej omenjenimi okoli 40. Ker je prostorska spremenljivost padavin večja, deluje tudi 180 postaj, kjer opazujejo meteorološke pojave in enkrat dnevno merijo padavine in snežno odejo.

Razdalja med točkami mreže je odvisna tudi od tega kakšne atmosferske pojave želimo meriti. Razdalje med radiosondnimi postajami so na kontinentih med 100 in 300 km, na morjih pa še dosti večje. Sinoptične pojave meri in opazuje tudi prizemna sinoptična opazovalna mreža (sinoptične postaje) z razdaljami med postajami od 10 do 50 km na kopnem in precej večjimi na morju.

Mreže postaj:

Podatke meteoroloških opazovanj, ročnih in avtomatskih merjenj morajo meteorološke postaje dostavljati Uradu za meteorologijo, ki deluje v okviru ARSO, v obliki šifriranih poročil oziroma na točno predpisanih enotnih obrazcih v določenih urnih, dnevnih, dekadnih in mesečnih časovnih intervalih. Meteorološki podatki, opazovani in izmerjeni na meteoroloških postajah v naši državi, so posredovani tudi na Svetovno meteorološko organizacijo (WMO). Sodelujemo tudi s sledečimi organizacijami: EUMETSAT (Evropska organizacija za uporabo meteoroloških satelitov), EUMETNET (Evropsko združenje državnih meteoroloških služb), EUCOS , EMMA (meteo alarm), ECMWF (Evropski center za srednjeročne napovedi vremena), ECOMET (Gospodarsko združenje Državnih meteoroloških služb evropskega gospodarskega območja) ter mnogimi drugimi.

Napovedovanje vremena v Sloveniji

Sistem za uspešno numerično modeliranje in napovedovanje vremena vsebuje mnogo dejavnikov, ki so tudi soodvisni. Za začetek moramo čim natančneje poznati stanje ozračja. Množico podatkov je treba zbrati s svetovnim telekomunikacijskim omrežjem, jih smiselno, fizikalno pravilno in matematično natančno urediti in iz nje napraviti usklajena polja meteoroloških količin. Ta polja so začetni pogoji za reševanje zapletenega sistema matematičnih enačb, ki opisujejo gibanje in pojave v ozračju in jih nato numerično rešujejo najmočnejši računalniki na svetu. Rezultate, množično številčnih vrednosti, morajo nato obdelati, vizualizirati in ne nazadnje tudi razložiti strokovnjaki.

Zmogljivejši računalnik pomeni večje število računskih operacij v časovni enoti, večje število računskih operacij pa omogoča večje število računskih točk v meteorološkem modelu in s tem povezanim boljšim opisom območja in fizikalnih pojavov v modelu. Danes je značilna horizontalna razdalja med dvema točkama v meteorološkem modelu za omejeno območje okoli 10 km. Če želimo to razdaljo zmanjšati na 5 km in in dobiti napoved v enakem času potrebujemo 10-krat zmogljivejši računalnik.

Sprva ni bilo jasno kateri model bi v Sloveniji izbrali in katero meteorološko službo bi povabili k sodelovanju. Nekako istočasno je francoska meteorološka služba Meteo France začela pripravljati model za omejeno območje. Slovenija se je kmalu navezala na francosko službo in priključila skupini ALADIN, ki je temeljil na programski kodi francoskega svetovnega modela ARPEGE.

Prenos modela ALADIN v okolje operacijskega sistema Digital Unix je trajal kar nekaj časa, prvi testni rezultati ALADIN/SI pa so bili na voljo leta 1996, kmalu pa se je ta model začel uporabljati.

Razvoj meteoroloških numeričnih modelov v nekaj zadnjih letih je pripeljal do točke, ko je bilo treba začeti razmišljati o zamenjavi sedanje rešitve in tako smo v letu 2007 začeli postopek za izbiro ponudnika, konec leta 2007 pa že namestili nov računalnik SGI Altix ICE 8200, ki je kar 40-krat zmogljivejši kot prejšnji računalnik, ki smo ga uporabljali za računanje modela ALADIN.

Veter na 925 hPa, slika ALADIN/SI [vir: ARSO]

Medtem, ko poteka izračun globalnih modelov na območju cele Zemlje, pa izračunavamo regionalne meteorološke modele na geografsko omejenih območjih (npr. 1000 x 1000 km). Začetne in robne pogoje, ki jih potrebujemo za izračun regionalnega modela, nam zagotavljajo globalni modeli. Prednost regionalnih modelov je v njihovi boljši prostorski (in časovni) ločljivosti. Medtem, ko je tipična resolucija globalnih modelov od 25 do 50 km, pa je horizontalna prostorska ločljivost regionalnih mezo-modelov med 5 in 10 km (ALADIN/SI 4,4 km, 43 vertlikalnih nivojev). Zaradi boljšega upoštevanja orografije in s tem povezanih vplivov na lokalno vreme lahko regionalni modeli za obdobje do 3 dni vnaprej precej podrobno napovejo vreme na majhnih območjih. Primer takšnega modela je tudi ALADIN.

Zaključek

Trenutno imamo dober sistem mrež, dober meteorološki model, vendar v prihodnosti pričakujemo še boljše poznavanje začetnih in robnih pogojev. Tudi zmogljivejši računalniki bodo pršli na trg. Zavedati pa se moramo, da vremena zaradi njegove kaotične narave ne bomo uspeli napovedat z veliko natančnostjo. Seveda je pomembno več znanja na meteorološkem, hidrološkem in ostalih področjih za uspešno napovedanje vremena in ostalih procesov. Pot do tja pa še ni končana.

***

 

Komentarji

Komentarji

Dodaj odgovor