DMI lancerer unikt system: Lover langt mere præcise vejrudsigter
Danmarks Meteorologiske Institut lancerer som de første i verden et nyt prognose-system, der time for time skal levere mere præcise vejrudsigter. Systemet bruger desuden kun en brøkdel af den computerkraft, som konventionelle systemer kræver.
dmi lancere nyt prognose system vejrudsigt præcis lokal danmark skybrud COMEPS

DMI's nye prognose-system bliver opdateret hver time og kan forudsige vejret mere lokalt end hidtil. (Foto: Shutterstock)

Vi danskere elsker at tale om vejret, og fremover får vi virkelig noget at tale om.

Historien kort
  • DMI har lanceret et helt nyt system til vejrprognoser.
  • Som de første i verden vil vejrtjenesten producere vejrudsigter, der praktisk talt er løbende.
  • Det betyder, at DMI fremover vil være meget bedre til at registrere vejrhændelser, og at vejrudsigterne vil blive mere præcise og på en langt mindre kilometerskala.

Mens vi allesammen sov, gik Danmarks Meteorologiske Institut nemlig over til et nyt system, der skal levere mere præcise og næsten løbende vejrudsigter.

»Der er ingen andre i verden, der gør det,« fortæller DMI-forskeren, Xiaohua Yang, som udviklede det nye system kaldet COMEPS - Continous Mesoscale Prediction System.

Det nye system har siden september 2016 arbejdet side om side med DMI's almindelige vejrtjeneste for Danmark og Færøerne, og i løbet af indkøringsperioden overgik COMEPS-systemet det nuværende prognosesystem overbevisende. 

Klik rundt i den interaktive grafik herunder, og se, hvad DMI's nye prognose byder på.

COMEPS-prognosesystemets vejrudsigt for fredag 16. juni. (DMI)  OBS: DMI's website viser endnu ikke det nye system. De regner med, det sker Mandag 19. juni. (Photos: DMI)  

Kan forudsige ekstreme hændelser mere præcist

COMEPS-systemet producerer vejrudsigter hver time på en meget mere præcis skala end tidligere set, forklarer Xiaohua Yang.

»Indtil videre præsterer COMEPS-systemet konsekvent bedre end det nuværende system,« tilføjer han.

DMI skiftede officielt over til COMEPS-systemet ved midnat, og fremover vil vejrtjenesten benytte sig af det nye prognosesystem til de daglige driftsprognoser.

Yang håber, at det nye prognosesystem vil være i stand til at forudsige ekstreme hændelsers tidspunkt og lokation med større præcision - for eksempel skybrudshændelser, der ofte udvikler sig meget hurtigt og med kort forvarsel.

Om COMEPS

Det nye system, COMEPS - Continous Mesoscale Prediction System, blev lanceret 15. juni kl.00.

COMEPS producerer en prognose med 24 forskellige vejrscenarier for de kommende 2 døgn.

Meteorologerne producerer efterfølgende en prognose baseret på sandsynligheden for, hvordan vejrforholdene er på et bestemt tidspunkt og et bestemt sted. Det kaldes proballistisk prognose.

DMI opdaterer stadig informationerne på websiden hver tredje time, men bag kulissen producerer DMI faktisk en ny prognose hver time.

Kilde: Yang et al. 2017

Opdaterer hver time

Ifølge Xiaohua Yang har det nye prognosesystem adskillige fordele sammenlignet med mere traditionelle systemer.

Ét fortrin er eksempelvis hyppigere opdateringer, der gør de kortsigtede vejrudsigter mere præcise.

»Vejrudsigten blev tidligere opdateret hver sjette time. Med opgraderingen i juni 2016 blev det hver tredje time. Det nye COMEP-system opdaterer hver time. Det er der ingen andre i verden, som gør,« fortæller Xiaohua Yang.

Opdateringerne hver time benytter de seneste satellitobservationer og data fra DMI’s observatoriske netværk af vejrstationer og radarer. Det betyder, at der i teorien ikke bør ske pludselige forandringer fra den ene prognose til den næste efter hver opdatering.

Desuden kan det nye system forudsige vejrforholdene for hver 2,5 km2, hvilket er en klar forbedring, der gerne skulle gøre dem i stand til at registrere lokale hændelser. Xiaohua Yang og hans kollegaer eksperimenterer endda for prognoser helt ned til 300 meter.

De forhenværende prognosesystem producerede meteorologiske data for hver 5,5 km2.

Global interesse i det nye system

Andre lande følger nøje med for at se, hvor store forbedringer det nye system leverer.

Inger-Lise Frogner fra Norges Meteorologiske Instituts forsknings- og udviklingsafdeling beskriver det nye system som »avanceret og på linje med, hvad andre institutter udvikler og kører.«

»Denne type setup er det bedst mulige med vores nuværende viden og computerkraft,« forklarer hun.

Mere præcise prognoser for ekstreme vejrforhold

Én af COMEPS målsætninger er at forudsige ekstreme vejrhændelser bedre, såsom ekstrem konvektiv nedbør (skybrud) og hurtigt udviklende stormlavtryk.

Skybrud er, ifølge Danmarks Meteorologiske Institut, at der falder mere end 15 mm nedbør på 30 min.

Det kan ske på ganske kort tid og for at kunne fange systemerne, skal vejrmodellen afspejle disse processer, forklarer Xiaohua Yang.

Takket være en høj opløsning og hyppigere opdatering håber DMI på fremover at være i stand til at følge de hurtige vejrsystemer nærmere.

De nationale vejrtjenester i Norden har planer om at etablere et fælles prognose-konsortium i 2022. Planen er, at omlægge til et nyt, fælles prognosesystem inden da.

»Vi ved endnu ikke, hvilket system vi vil benytte til den tid, men det nye prognosesystem er en spændende mulighed,« siger Inger-Lise Frogner.

Xiaohua Yang fortæller, at adskillige lande uden for Norden har udvist stor interesse for det nye prognose-system.

»Vi håber på, at lanceringen vil gøre et godt indtryk.«

Svensk kollega: Lad os lige se det an

Ulf Andrae er udviklingschef for MetCoOp's operationelle meteorologiske model og ekspert i numerisk modellering og High Performance Computing ved Sveriges Meteorologiske og Hydrologiske Institut. 

MetCoOp er et samarbejde mellem Norges Meteorologiske Institut, Sveriges Metoerologiske og Hydrologiske Institut (SMHI) og Finlands Meteorologiske Institut (FMI).

Ulf Andrae er tilbageholdende med ros for DMI's nye prognosesystem, indtil han ser resultaterne.

»Alle institutterne bevæger sig i denne retning - imod dét, som vi kalder 'nuheder', hvilket betyder, at vi opdaterer vejrudsigten hver time med input fra meteorologiske observationer,« forklarer Ulf Andrae.

dmi lancere nyt prognose system vejrudsigt præcis lokal danmark skybrud COMEPS

Det nye system kan bedre forudsige skybrud. Danmarks dyreste skybrud fandt sted i København 2. juli 2011, hvor der i hovedstadens centrum faldt over 100 mm regn på et par timer. Det kostede forsikringsselskaberne ca. 3 mia. kr. (Foto: Shutterstock)

Ulf Andrae fortæller, at DMI og MetCoOp planlægger at sende data til hinanden og sammenligne de to systemers prognoser. I løbet af et par uger ved de, om der er afgørende forskelle, siger han.

»Dét, DMI foretager sig, er interessant. Men vi er nødt til at vente og se, hvilke fordele og ulemper systemet bringer med sig.«

Brug for supercomputer og magi

Det ny prognosesystem består af to eksisterende modeller, der løber flere gange for at producere en såkaldt ensembleprognose. (Læs mere i boks 1 under artiklen)

Det kræver helt ekstraordinær computerkraft at køre modellerne flere gange, og det kan kun lade sig gøre med en bekostelig supercomputer.

Xiaohua Yangs prioritet var at køre en større model uden at øge mængden af ​​computerkraft ud over DMI's nuværende kapacitet.

»Hver gang vi fordobler opløsningen af ​​en model, har vi brug for cirka ti gange så stor computerkapacitet,« forklarer han. 

DMI prognose vejrudsigt forudsigelse meteorologi supercomputer præcision akkurat forbedring nedbør vindstyrke skybrud COMEPS prognosesystem opløsning resolution sandsynlighed ekstremt vejrhændelse

 I 2016 lancerede DMI en ny supercomputer baseret i Island. Den sparer energi ved at kører på geotermisk energi. (Foto: DMI)

Hemmeligheden ligger i timingen. DMIs nye system opdeler simuleringerne, så kun en håndfuld bliver lanceret i timen. Det reducerer den samlede påkrævede computerkraft og spreder energikravet jævnt i løbet af døgnet. (Se en beskrivelse af, hvordan systemet virker, i boks 2 under artiklen.)

»Det er magi med hensyn til computerkraft,« fortæler Yang. Inger-Lise Frogner fra Norges Meteorologiske Institut er enig.

»Denne tilgang er en meget bedre måde at bruge den tilgængelige computerkraft. Visse institutter bruger måske en lignende tilgang, men de bruger den ikke på samme måde - hver eneste time,« slutter hun.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Ensemble-prognoser

I princippet er en ensemble-prognose det samme som en almindelig prognose – bortset fra, at her kører DMI samme vejrmodel flere gange med små variationer i begyndelsestilstanden og i de fysiske ligninger.

Resultatet bliver en samling af adskillige mere eller mindre forskellige prognoser, der kortlægger flere mulige vejrscenarier.

Ved at køre flere ensemble-prognoser med jævne mellemrum kan meteorologerne se en større spredning af resultaterne, der bliver opdateret så ofte som muligt med observationer fra vejrstationer, satellitter og radarnet.

»Det er ikke et nyt koncept, men DMI bruger deres computerressourcer på en meget smart måde,« fortæller Inger-Lise Frogner fra Norges Meteorologiske Institut.

24-timers model producerer resultater hver time

DMI's nye prognosesystem kører 24 individuelle scenarier - det er flere end de fleste andre meteorologiske institutter.

»Almindeligvis lancerer man ensemble-prognoserne to eller fire gange om dagen. Det er, hvad man gør ved Storbritanniens Met Office, hvor man bruger 12 scenarier til ensemble-prognosen. I Norge og Sverige kører de med ti scenarier til ensemble-prognosen og med den samme gitteropløsning som vores (2,5 kilometer) fire gange om dagen. Men vi gør det 24 gange i døgnet med 24 forskellige scenarier,« forklarer Xiaohua Yang.

Der er tre andre afgørende forskelle mellem DMI prognosesystem og andre vejrtjenesters verden over.

  1. Først og fremmest bruger DMI to særskilte modeller til at producere deres ensembleprognose med 24 scenarier.
  2. Derudover benytter de også en ny teknik der 'ryster' det oprindelige vejrforhold for hver af de 24 scenarier. Det kickstarter hver model til at producere 24 forskellige resultater.
  3. Endelig bruger DMI en teknik der kaldes 'time-lagging' (tidsisolering), hvor man kører ensembleprognosens 24 scenarier i grupper af fire. I praksis betyder det, at man lancerer fire scenarier hver time, og efterfølgende analyserer man de forrige seks timers modelkørsler på én gang. Det resulterer i 24 scenarier i timen.

»Vi producerer en løbende vejrudsigt ved at flytte tidsperioder, så vi laver en kontinuerlig prognose ved at flytte tidsvinduer og lancerer nye prognoser hver time, der tager hensyn til de seneste observationsdata,« siger Yang.

»Vores rolle som national vejrtjeneste betyder, at vi er nødt til at lave disse kontinuerlige og højopløselige prognoser, der kan indfange den nyeste vejrudvikling. Vejret i højtrykssystemerne ændrer sig ikke så meget, så det er ikke så afgørende, men i kritiske situationer, når en storm er på vej, skal man kunne følge med i dét, der sker,« siger Xiaohua Yang.

DMI under pres

Udviklingen af stadigt mere præcise prognoser til en lavere pris er en udfordring for alle meteorologiske institutter, men DMI er desuden også blevet ramt af en række sparerunder.

Der er sagt farvel til 1/3 af DMI-staben i løbet af de seneste fire år. Det kan du læse mere om i denne artikel: Derfor bløder DMI

Budgetbesparelser kan ramme fremtidig forskning og udviklingsprojekter som det nye ensemble-prognosesystem. Xiaohua Yang er enig i, at det er uundgåeligt, at det kommer til at gå ud over lige denne type forskning.

»Det er meget svært, at skaffe finansiering for prognose-forskning fra finansieringsagenturer eller fra andre end regeringen,« forklarer Xiaohua Yang. Han fortsætter:

»Så vi bruger finansiering fra vores egen kilder (regeringsbevillinger) til udviklingen. Selvfølgelig er vi ramt af budgetbesparelser. Forskningen er begrænset af bevillingssituationen.«

Fremtidig udvikling er tvunget til at fokusere på multinationalt samarbejde og på at bygge på DMI's eksisterende kapacitet, forklarer han videre.

»For mig er det dét, en national vejrtjeneste handler om. Vi samarbejder med andre, fordi vi er for små, når vi er alene. Gennem samarbejdet kan vi lære at bruge det samme system på den mest gunstige måde,« forklarer Xiaohua Yang.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud