Keskkonnaagentuuri üheks põhiülesandeks on kindlustada elanikkonda täpsete ilmaprognooside ja õigeaegsete hoiatustega. Ülesande täitmiseks kogutakse meteoroloogilisi vaatlusandmeid, mis võimaldavad jälgida erinevaid meteoroloogilisi näitajaid, nagu tuule suunda ja tugevust, temperatuuri, õhuniiskust, õhurõhku jne. Kogutud andmed on hindamatuks abiks ilmaprognooside koostamisel, ohtlike ilmastikunähtuste ennustamisel ning kliimamustrite mõistmisel.
Ilm on globaalne nähtus ega tunnista riigipiire, mistõttu on täpse prognoosi tegemine kindlas asukohas paras väljakutse. Tänapäeval koostatakse ilmaprognoosid numbriliste ilmamudelite abil, mis baseeruvad atmosfääri liikumist kirjeldavate võrrandite lahendamisel numbriliste meetoditega.
Hea ilmaprognoosi koostamiseks vajavad ilmamudelid võimalikult palju kvaliteetseid ilmavaatlusandmeid üle maailma, mis saadakse erinevatest allikatest, nagu näiteks ilmavaatlusjaamad, lennukid, laevad, satelliidid, radarid jne. Kõik kogutud andmed täiendavad üksteist – vaatlusjaamadest saadakse andmed aluspinna lähedase kihi, lennukitelt kõrgemate õhukihtide ja laevadelt/merepoidelt merealade kohta. Satelliitidelt saadakse andmeid teatud maa-alade kohta erinevatel kõrgustel ning radaritelt sademete kohta neid ümbritseval maa-alal (ca 200 km raadiuses).
Väga oluline on kogutud andmete õigeaegne edastamine ilmaennustuskeskustesse, mis toimub minutite jooksul globaalse telekommunikatsiooni süsteemi (GTS) kaudu. Kokku saadakse ebaühtlane pilt erineva hulga ja kvaliteediga andmetest, mille põhjal koostab mudel andmete eeltöötluse ja analüüsi käigus ruumiliselt ühtlase pildi olemasolevast ilmast. Loodud ilmapildi põhjal saab mudel hakata prognoosi arvutama.
Tulenevalt sellest kui suurt maa-ala (terve maakera või teatud osa sellest) ning palju andmeid mudel oma arvutusteks kasutab, sõltub prognoosi pikkus ja kvaliteet. Lisaks on oluline, kui tihedalt ruumiliselt (mudeli eraldusvõime) ja ajaliselt arvutusi läbi viiakse ning kui üksikasjalikult kõiki ilma muutvaid tegureid arvutusvõrrandites arvesse võetakse. Kõik eeltoodu mõjutab läbiviidavate arvutuste mahtu ja kiirust. Mida vähem aega prognoosi arvutamiseks kulub seda parem. Tänaste arvutusvõimsuste juures viiakse mudelis numbrilised arvutused läbi ning edastatakse prognoos 1–2 tunni jooksul.
Pilt 1. Erinevate algtingimustega ECMWF ansambelennustus, kus kasutatakse 50 ansambliliiget ehk erinevat ennustust Tallinna kohta. Joonisel on näidatud temperatuur 850 hPa tasemel, sademete hulk 6 tunni kohta ja geopotentsiaali kõrgus 500 hPa tasemel.
Enamasti jääb mudelite ruumiline eraldusvõime ehk resolutsioon 2–10 kilomeetri vahele, mille puhul kasutatakse arvutuste tegemisel mitmesuguseid lihtsustusi, mis ühest küljest küll halvendavad prognoosi kvaliteeti, kuid teisalt võimaldavad arvutused teha nõutud ajakuluga. Kokkuvõttes on kogu süsteem tänaste arvutusvõimsuste juures viidud selliseks, et järgmiste päevade prognoos saadakse rahuldava ajakulu ja kvaliteediga.
Et saada veelgi täpsemat ja detailsemat prognoosi, siis selle saamine eeldab kõrgema ruumilise eraldusvõime (alla kilomeetri) kasutamist ning mahukamat vaatlusandmete hulka. Lisaks tuleb nende rakendamisel kasutada keerulisemat ja üksikasjalikumat metoodikat, mis omakorda nõuab senisest võimsamat arvutusressurssi, et kõik mahukad arvutused saaksid tehtud võimalikult väikse ajakuluga.
Mida pikema aja kohta prognoos tehakse, seda ebatäpsem ta on. Kuni 4 päeva prognoosi andmisel näitavad mudelid üles suhteliselt head täpsust, kuid sellest edasi täpsus langeb. See on tingitud nn kaoseteooriast ehk igasugune väiksemgi häiritus mudeli algtingimustes võimendub aja jooksul ja muudab prognoosi pikema aja jooksul ebastabiilseks. Probleemi on püütud lahendada samal ajahetkel paljude pisut erinevate algtingimustega mudelprognooside koostamise ehk nn ansambelennustustega (Pilt 1), mille abil saadakse suurem variatsioon võimalikest ilmastsenaariumitest, milliseks ilm võib kujuneda.
Teisalt võib sõltuvalt ilmast ka lühikese ilmaprognoosi koostamine kujuneda mudelite jaoks keeruliseks, kuna mudel ei suuda alati piisavalt detailselt arvestada ilma arengut ja kulgu. Näiteks üheks ilmastikunähtuseks on konvektsioon, millega võivad kaasneda hoogsajud ja halvemal juhul ka muud ilmanähtused (rahe, äike, tromb jne). Hoogsadude prognoosimine on küll tähtis, kuid arvestades olemasolevaid võimalusi on nende täpne esinemise aeg ja koht jätkuvalt raskesti prognoositav (Pilt 3.). Selliste nähtuste ennustamisel peab sünoptik lähtuma lisaks mudelitele veel operatiivsetest vaatlusandmetest, radari- ja satelliitpiltidest ning toetuma oma varasematele kogemustele.
Töö täpsema ja usaldusväärsema ilmaprognoosi nimel käib igapäevaselt. Kuna ilm on riikide ülene ja mudeldamine keerukas teema, siis tehakse selles valdkonnas ohtralt rahvusvahelist koostööd. Eesti kuulub ja osaleb mitmete rahvusvaheliste organisatsioonide töös, millest tuntumad on: ECMWF, ACCORD ja MetCoOp. Koostöö võimaldab meil kaasa aidata ilmamudelite kvaliteedi parandamisele ja teisest küljest kasutada koostöö käigus loodud tooteid ja teenuseid selleks, et anda Eesti ühiskonnale parim teave ja parem valmisolek muutuvate ilmastikutingimuste suhtes.
Pilt 2. Ilmamudeli poolt koostatud välgulöökide tiheduse 16. tunnine prognoos Eesti ala kohta 7. augustil 2023 a, mil Saaremaad Sõrve säärt tabas hiigelrahe. Foto autor Mart Udusaar.
Mudeliprognoosi on võimalik vaadata Keskkonnaagentuuri veebilehelt, kus valida „Ilm“ jaotise alt „Mudelprognoos“ ja „Asukohane prognoos“. Lisaks on mudeli poolt koostatud prognoosid kättesaadavad ka riiklikust ilmaäpist: ILM+.
Autor: Keskkonnaagentuuri peaspetsialist Ivar Ansper
0,0 / 0 voters
Hinnangud puuduvad. Ole esimene hindaja!