System analizy danych radarowych i danych detekcji - klimat

„9**
Zadanie 5. Rozwój metod prognozowania i systemów ostrzegania przed groźnymi zjawiskami
hydrologicznymi i meteorologicznymi oraz wykorzystanie ich do osłony kraju
System analizy danych radarowych
i danych detekcji wyładowań
www.imgw.pl
Celem badań jest stworzenie automatycznego systemu eksperckiego generującego
komunikaty o wystąpieniu zjawisk
ekstremalnych. Do ich zdiagnozowania
projektowany system będzie wykorzystywał dane z systemu dopplerowskich radarów meteorologicznych POLRAD, systemu rejestracji i lokalizacji wyładowań
atmosferycznych PERUN, analitycznoprognostycznego systemu NIMROD wy-
a)
c)
e-mail: [email protected]
korzystującego dodatkowo dane ze stacji
naziemnych i satelitarnych oraz meteorologicznych modeli numerycznych i innych
systemów działających operacyjnie
w IMGW PIB.
Analiza algorytmów wg których są lub mogą być generowane produkty pozwoliła
na dokładne zbadanie możliwości wymienionych systemów w zakresie tworzenia
produktów standardowych i dodatkowych.
W oparciu o pozyskane informacje wygenerowano przykładowe produkty dodatkowe i zbadano ich przydatność dla tworzonego systemu eksperckiego. Oceniano ich
efektywną możliwość wzbogacenia informacji o określonych zdarzeniach ekstremalnych oraz interpretacji aktualnego stanu atmosfery dla konkretnych sytuacji meteorologicznych rejestrowanych na bieżąco w służbie operacyjnej.
b)
Zobrazowanie podstawowych wielkości mierzonych przez radar dopplerowski z pojedynczą polaryzacją fali: odbiciowości, prędkości radialnej i szerokości widma prędkości radialnych na wybranym produkcie radarowym
a) MAX (dBZ) – maksymalne wartości odbiciowości radarowej w rzucie
na trzy płaszczyzny. Obraz produktu MAX (Maximum Display) pochodzi
jakby z „prześwietlenia” chmury w każdym kierunku i obrazuje maksymalną wartość pozyskanych w procesie pomiaru danych. W tym celu
dla każdego piksela na mapie pobierana jest, z dostępnych danych radarowych, pionowa lub pozioma kolumna, a z niej największa wartość.
W efekcie tworzony jest potrójny obraz analizowanej sytuacji w rzucie
na trzy płaszczyzny. Produkt wytwarzany standardowo
b) MAX (V) – rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych
w rzucie na trzy płaszczyzny. Produkt dodatkowy, nie generowany operacyjnie
c) MAX (W) – rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych w rzucie na trzy płaszczyzny Produkt dodatkowy,
nie generowany operacyjnie
Instytut Meteorologii
i Gospodarki Wodnej
„9**
Zadanie 5. Rozwój metod prognozowania i systemów ostrzegania przed groźnymi zjawiskami
hydrologicznymi i meteorologicznymi oraz wykorzystanie ich do osłony kraju
System analizy danych radarowych
i danych detekcji wyładowań
www.imgw.pl
e-mail: [email protected]
W wyniku analiz utworzono formularze
zbiorcze wiążące określone produkty z typem zjawiska meteorologicznego oraz formularze szczegółowe dla określenia zjawisk w połączeniu z wartościami jakie mogą przyjmować dane produkty w celu
określenia stopnia ostrzeżenia.
Formularze szczegółowye skonstruowano tak, aby zawierały:
definicję prezentowanego zjawiska/procesu
kryteria synoptyczne (wartości progowe) dla danego zjawiska/procesu, które obowiązują synoptyka w zakresie
generowania stopni ostrzeżeń
produkty
systemów:
POLRAD,
NIMROD lub PERUN właściwe dla danego zjawiska/procesu
wartości parametrów dla wybranych
produktów umożliwiające identyfikację
zjawisk/procesów w zależności od generowanych stopni ostrzeżeń.
Formularze opracowano dla następujących zjawisk: wiatr, intensywne opady
deszczu, intensywne opady śniegu, opady marznące, zawieje, burze, grad, wiry
i trąby powietrzne, uskoki wiatru, dywergencja i konwergencja, turbulencja.
Zostaną one wykorzystane do opracowania szczegółowych algorytmów dla procesów automatycznego generowania komunikatów/ostrzeżeń.
Przykładowy formularz dla zjawiska burza
Burza – zjawisko atmosferyczne z grupy elektrometeorów w postaci wyładowań atmosferycznych (błyskawice, grzmoty) związane z występowaniem chmur Cumulonimbus. Często towarzyszy mu gwałtowny wzrost prędkości i zmiany kierunku wiatru oraz opady przelotne lub grad. Często
podczas burz z wyładowaniami atmosferycznymi występują również inne groźne zjawiska atmosferyczne np. grad, silne opady deszczu, porywy
wiatru, czy też trąby powietrzne
Kryterium synoptyczne
1
nazwa
Burza z opadami
|o silnym
natężeniu
i gwałtownymi
porywami wiatru.
wartość
5 mm/h<opad <8 mm/h lokalnie
8 mm/h<opad <30 mm/h
Produkty radarowe
nazwa
wartości progowe
CMAX(dBZ)
30–35 dBZ
MAX(dBZ)_5-8 km
36–40 dBZ
SRI
10–19 mm/h
EHT
6 km
WRN_200
20 m/s<V<25m/s
2
8 mm/h<opad <30 mm/h
lokalnie opad>30 mm/h
38 m/s<V≤ 48 m/s
CMAX(dBZ)
36–48 dBZ
MAX(dBZ)_5-8km
41–50 dBZ
EHT
7–10 km
SWI
występowanie rdzeni
śledzenie kierunku
WRN_200
25 m/s<V<35m/s
48 m/s<V≤67 m/s
CMAX(dBZ)
>50 dBZ
SRI
opad>30 mm/h
<100
wyładowań
doziemnych
na godzine
w obrębie jednej
komórki
opadowej
mapa
lokalizacji
lub plik
w foramcie
txt
<100-500>
wyładowań
doziemnych
na godzinę
w obrębie jednej
komórki
opadowej
mapa
lokalizacji
lub plik
w foramcie
txt
> 500
wyładowań
doziemnych
na godzinę
w obrębie jednej
komórki
opadowej
>50 dBZ
> 45 mm/h
EHT
>10 km
CTR
śledzenie kierunku
SWI
występowanie rdzeni
WRN_200
V>35m/s
mapa
lokalizacji
lub plik
w foramcie
txt
ostrzeżenie o występowaniu rdzeni
w obrębie obszaru opadowego
HWIND_2km
MAX(dBZ)_5-8km
Burza z opadami
o nawalnym
natężeniu
i huraganowymi
porywami wiatru
wartości progowe
20–45 mm/h
CTR
3
produkt
ostrzeżenie o opadach
HWIND_2 km
SRI
Burza z opadami
o ulewnym
natężeniu
i gwałtowną
wichurą.
Produkty PERUN
HWIND_2 km
Instytut Meteorologii
i Gospodarki Wodnej
ostrzeżenie o występowaniu rdzeni
w obrębie obszaru opadowego
V>67m/s