Из чего собирается прогноз погоды

Какие модели погоды существуют и откуда они берутся.

17.12.2024

Существует такая организация, под названием National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) — Национальное управление океанических и атмосферных исследований.

NOAA занимается сбором, исследованием и растространением данных об экологической обстановке мирового океана и климата. Они и предоставляют данные о погоде. Вся собираемая ими информация лежит в «Реестре открытых данных» и доступна в github

Для создания прогноза используется несколько моделей из этого реестра.

NBM

Национальный набор моделей (National Blend of Models) представляет собой откалиброванную композицию как моделей NOAA, так и других метеорологических моделей со всего мира. Модель NBM обрабатывается каждый час и создаёт прогноз на 7 дней. Прогноз объединяет сильные стороны каждой исходной модели, а также предоставляет некоторые вероятностные прогнозы. Для большинства погодных сервисов в США и Канаде это основной источник данных.

HRRR

Модель High Resolution Rapid Refresh (HRRR) предоставляет прогнозы для всей континентальной части США, а также для большей части населения Канады. Прогнозы с разрешением 3 км формируются каждые 15 минут на период до 18 часов, а каждые 6 часов запускается 48-часовой прогноз с тем же разрешением. В результате получаются точные 15-минутные прогнозы на небольшой период.

GFS

Global Forecast System (GFS) — это глобальная модель погоды NOAA. С разрешением примерно 30 км (0,25 градуса) GFS строит почасовые прогнозы на период до 120 часов и 3-часовые прогнозы на срок до 240 часов. GFS используются для регионов мира, которые не охватываются моделью HRRR, а также для прогнозов на срок более 48 часов.

Модель GFS также является основой для Global Ensemble Forecast System (GEFS).

GEFS

Global Ensemble Forecast System (GEFS) — композиционный вариант модели GFS NOAA. Запуская различные вариации параметров и входных данных, система формирует 30 различных версий модели одновременно. GEFS производит 3-часовые прогнозы на срок до 240 часов. Данные GEFS используются для получения информации о типе осадков, их количестве и вероятности. Расчет количества и вероятности осадков является одной из самых сложных частей всей системы построения прогнозов!

ERA5

Для предоставления исторических погодных данных используется набор данных NCAR European Reanalysis 5 Dataset. Представьте себе, что вам нужно сохранить информацию о погоде каждые несколько километров на каждый час, на много-много лет назад. Это огромный массив данных, просто невероятный. По этому такие данные не лежат готовыми, их нельзя получить мгновенно.

Данные хранятся в формате NetCDF и размещены в AWS S3. Они скачиваются по мере необходимости, анализируются налету, после чего выдается исторический прогноз погоды. Это работает не особенно быстро, поэтому загрузка исторических данных в планировщике похода может занимать несколько минут.