Jak powstają prognozy: metodologia, źródła danych i słownik meteorologiczny

Prognozy pogody dostarcza Norweski Instytut Meteorologiczny (MET Norway). Dane przetwarzamy i prezentujemy w czytelnym formacie.

Dane historyczne i klimatyczne opieramy głównie na reanalizie NASA MERRA-2, a miejscami - na produktach ECMWF. Wartości historyczne najczęściej pokazujemy jako średnie z ostatnich 10 lat.

Dobowe podsumowania liczymy w czasie lokalnym danej miejscowości (od 00:00 do 23:59).

1. Źródła danych pogodowych

Prognozy

• Źródło: MET Norway - Locationforecast API. Horyzont czasowy prognoz wynosi do 7-10 dni. Parametry: m.in. temperatura, opad, wiatr, zachmurzenie, ciśnienie.
• Aktualizacje: pobieramy najnowsze dostępne wydania kilka razy dziennie, a gdy MET Norway publikuje aktualizacje, odświeżamy też nasz widok.

Dane historyczne i klimatyczne

• Główne źródło: reanaliza NASA MERRA-2. Dodatkowe uzupełnienia z ECMWF - tam, gdzie to uzasadnione.
• Prezentowane wartości historyczne na stronach lokalizacji to zwykle średnie z ostatnich 10 lat.

Jednostki i strefy czasowe

• Temperatura: °C. Wiatr: km/h. Opady: mm. Ciśnienie: hPa. Wilgotność i zachmurzenie: %. Czas: lokalny dla danej miejscowości.

2. Jak przetwarzamy dane - uśrednianie, interpolacja, wskaźniki

Uśrednianie i agregacje

W danych godzinowych pokazujemy wartości modelowe lub obserwacyjne najbliższe danej godzinie lokalnej.

• Tmin i Tmax - minimum i maksimum z wartości godzinowych w dobie lokalnej.
• Suma opadów - sumujemy wszystkie godziny w dobie.
• Średnia prędkość wiatru i ciśnienie - średnie dobowe z wartości godzinowych.

Interpolacja i lokalizacja

• Prognozy i reanalizy są oparte na siatce punktów. Dla wybranej lokalizacji korzystamy z najbliższych punktów i stosujemy interpolację przestrzenną, aby uzyskać wynik możliwie najbardziej odpowiadający lokalizacji użytkownika.
• Tam, gdzie to możliwe, korygujemy temperaturę o wysokość nad poziomem morza zgodnie z metadanymi, stosując prosty gradient ~6.5°C/1000 m (gradient pionowy temperatury - lapse rate), co szczególnie pomaga w terenie pagórkowatym.

Wskaźniki pochodne

• Punkt rosy, temperaturę odczuwalną na zimno (wind chill) i na gorąco (heat index), wskaźnik UV oraz promieniowanie słoneczne wyliczamy godzinowo, a następnie agregujemy do doby (np. maksimum UVI, średnie dobowe promieniowania, minimum i maksimum punktu rosy).
• Prędkość wiatru podajemy w km/h. Przelicznik: 1 m/s = 3.6 km/h, a w drugą stronę - 1 km/h ≈ 0.278 m/s. Porywy wiatru to najwyższe, krótkotrwałe skoki prędkości w danej godzinie.

Jakość i spójność danych

• Staramy się automatycznie wykrywać wartości odstające, luki i niespójności czasowe. W razie potrzeby wygładzamy krótkie artefakty modelowe.

3. Niepewność prognoz - jak je czytać i interpretować

• Prognoza nie stanowi gwarancji - im dalszy horyzont czasowy, tym większa niepewność. Dlatego tam, gdzie to możliwe, prezentujemy również zakresy percentylowe.
• Opad jest z natury zjawiskiem plamistym i nie rozkłada się równomiernie w przestrzeni - wartości lokalne mogą różnić się od wartości modelowych, zwłaszcza przy burzach.
• Wartości historyczne z reanaliz stanowią najlepsze szacunki dla miejsc bez pełnych obserwacji, jednak nadal są szacunkami, a nie surowymi pomiarami.

4. Walidacja i dokładność prognoz - porównanie z obserwacjami

• Regularnie porównujemy prognozy z rzeczywistymi obserwacjami, aby ocenić ich dokładność i zapewnić utrzymanie wysokiej jakości.

5. Ważne informacje i zastrzeżenia

• Nasze treści mają wyłącznie charakter informacyjny. W przypadku zagrożeń należy kierować się oficjalnymi komunikatami służb meteorologicznych oraz ostrzeżeniami właściwymi dla danego kraju lub regionu.

6. Słownik pojęć meteorologicznych

A. Temperatura, wilgotność i terminy powiązane

• Temperatura powietrza: wartość w standardowej klatce meteorologicznej na 2 m nad gruntem.
• Tmin/Tmax: najniższa i najwyższa temperatura w dobie lokalnej.
• Średnia dobowa: średnia z wartości godzinowych w dobie.
• Punkt rosy (DP): temperatura, do której trzeba schłodzić powietrze, żeby zaszła kondensacja - im wyższy punkt rosy, tym bardziej duszno.
• Wilgotność względna (RH): nasycenie powietrza parą wodną w %. Osiągnięcie 100% oznacza nasycenie - kondensacja jest możliwa, zwłaszcza na jądrze kondensacji lub chłodnej powierzchni.
• Wilgotność bezwzględna: ilość pary wodnej w powietrzu [g/m³] - w praktyce mniej użyteczna niż RH i DP.
• Temperatura mokrego termometru (Tw): najniższa temperatura osiągalna poprzez parowanie w danych warunkach - przydatna do oceny obciążenia cieplnego.
• WBGT: wskaźnik obciążenia cieplnego wyznaczany z temperatury kulistej (Tg), naturalnej mokrej (Tnwb) i suchej (Ta) - stosowany w sporcie i BHP.
• Heat Index: temperatura odczuwalna w upale - łączy temperaturę i wilgotność w warunkach cienia.
• Temperatura odczuwalna (wind chill): temperatura odczuwalna na zimnie - uwzględnia wychładzanie przez wiatr.
• LCL: poziom kondensacji wymuszonej unoszeniem - szacunkowa wysokość podstawy chmur kłębiastych.

B. Opady i zjawiska zamarzania

• Suma opadów: suma w mm dla okresu: 1 mm = 1 l/m².
• Intensywność opadów: tempo przyrostu opadu w mm/h (dla śniegu podawane w równoważniku wodnym).
• Deszcz: ciekły opad o większych kroplach.
• Mżawka: bardzo drobny, gęsty opad ciekły.
• Śnieg: kryształy lodu o różnych kształtach.
• Śnieg ziarnisty: bardzo drobne ziarenka lodu.
• Krupa śnieżna (graupel): miękkie granulki lodu.
• Grad: twarde kule lodu powstające w silnych prądach wstępujących burz.
• Marznący deszcz: pada jako ciecz, zamarza po kontakcie z zimnym podłożem.
• Deszcz ze śniegiem (sleet): mieszanka deszczu i śniegu. W niektórych krajach słowo „sleet” oznacza drobne granulki lodu, dlatego zwracaj uwagę na kontekst.
• POP - Prawdopodobieństwo opadów (Probability of Precipitation): szansa na wystąpienie mierzalnego opadu w danym miejscu i czasie.
• QPF: prognozowana ilość opadu w mm - dotyczy również równoważnika wodnego śniegu.
• SWE: równoważnik wodny pokrywy śnieżnej - ile wody otrzymamy po stopnieniu.
• SLR: stosunek śnieg:woda - ile cm śniegu z 1 mm wody - zmienne w zależności od temperatury i typu śniegu.
• Poziom 0°C (freezing level): wysokość izotermy 0°C - istotna dla rodzaju opadu, zwłaszcza w górach.

Tabela: klasy intensywności opadów

Zakresy orientacyjne. Dla śniegu intensywność [mm/h] dotyczy równoważnika wodnego - grubość świeżego śniegu zależy od SLR.

Tabela: sumy dobowe opadu

Przykład: 20 mm/24 h przy SLR 10:1 to ok. 20 cm świeżego śniegu. SLR może wahać się od ~5:1 do ~20:1.

Tabela: interpretacja POP (prawdopodobieństwo opadów)

Tabela: rodzaje opadu

C. Chmury, widzialność i niebo

• Zachmurzenie: udział nieba pokrytego chmurami. Podajemy w % lub w oktach (skrót: okt, 0-8), gdzie 8/8 oznacza pełne zachmurzenie.
• Podstawa chmur: wysokość najniższej warstwy chmur nad gruntem.
• Sufit chmur: wysokość podstawy najniższej warstwy BKN lub OVC (≥5/8 pokrycia nieba).
• Widzialność: największa odległość, z której można rozpoznać obiekt na horyzoncie - podajemy zazwyczaj w km.
• Mgła: zawiesina kropelek wody ograniczająca widzialność do 1 km lub mniej - progi mogą się różnić lokalnie.
• Zamglenie (mist): ograniczona widzialność większa niż 1 km spowodowana drobnymi kropelkami wody w powietrzu.
• Sucha zawiesina (haze): ograniczenie widzialności przez aerozole (pył, dym), zwykle bez kropelek - mleczny wygląd nieba.

D. Wiatr

• Prędkość średnia: uśrednienie z określonego okna. Standardowo 10 minut w wielu krajach, 2 minuty w niektórych produktach.
• Poryw: krótkotrwały skok prędkości powyżej wartości średniej w danym okresie.
• Kierunek wiatru: skąd wieje, np. 0° to północ, 90° wschód.
• Skala Beauforta: opisowa skala siły wiatru 0-12 w oparciu o obserwacje na lądzie i morzu.
• Uskok wiatru: gwałtowna zmiana prędkości i/lub kierunku w małej skali czasu lub przestrzeni - często rośnie z wysokością (vertical shear).

Skala Beauforta: tabela prędkości wiatru w km/h i m/s

E. Ciśnienie

• MSLP: ciśnienie zredukowane do poziomu morza - pozwala porównywać miejsca na różnych wysokościach.
• QNH: nastawa ciśnienia dla wysokościomierza, aby na progu pasa wskazywał elewację lotniska (wysokość nad poziomem morza).
• QFE: nastawa ciśnienia, przy której wysokościomierz pokazuje 0 na poziomie pasa - wysokość względna nad lotniskiem.
• Wyż/niż: obszar podwyższonego lub obniżonego ciśnienia na mapie synoptycznej.

F. Słońce, UV i promieniowanie

• Indeks UV (UVI): skala ryzyka ekspozycji na promieniowanie UV. Wyższe wartości oznaczają większą potrzebę ochrony.
• GHI: globalne promieniowanie na płaszczyznę poziomą - suma składowej bezpośredniej i rozproszonej.
• DNI: promieniowanie bezpośrednie na płaszczyznę prostopadłą do Słońca, ważne m.in. dla systemów fotowoltaicznych z nadążaniem.
• DHI: promieniowanie rozproszone - część promieniowania docierająca po rozproszeniu w atmosferze.
• Usłonecznienie: czas ze słońcem powyżej standardowego progu promieniowania bezpośredniego (np. 120 W/m²) - zwykle raportowane jako godziny na dobę.

Legenda UVI

G. Śnieg, lód i zjawiska zimowe

• Pokrywa śnieżna: grubość śniegu na gruncie w centymetrach.
• Gołoledź: gładka warstwa lodu po marznącym deszczu lub mżawce.
• Szadź: osad lodowy z przechłodzonych kropelek, narasta po nawietrznej stronie obiektów przy wietrze i mgle.
• Szron: drobne kryształki lodu powstające przez resublimację pary wodnej na wychłodzonych powierzchniach przy bezchmurnej, mroźnej pogodzie.
• Linia deszcz-śnieg: orientacyjna granica deszcz/śnieg - zależy m.in. od grubości warstw i poziomu 0°C.

7. Przykłady z życia - jak czytać prognozę w praktyce

Poniższe przykłady ułatwiają szybkie zrozumienie prognoz i danych pogodowych przy planowaniu codziennych aktywności.

Temperatura i wilgotność

• Temperatura 28°C, punkt rosy 22°C - duszno, komfort obniżony.
• Temperatura 32°C, wilgotność 60% - temperatura odczuwalna może sięgać ok. 40°C.
• Temperatura -2°C, wiatr 30 km/h - odczuwalne ok. -8°C, rękawiczki wskazane.
• Temperatura mokrego termometru 28°C - intensywny wysiłek na zewnątrz jest obciążający, skróć czas aktywności.
• WBGT = 30 - przerwy w pracy fizycznej co 15-20 minut oraz nawodnienie.

Opad i zamarzanie

• POP 30% - niewielkie szanse na opad, miej lekką kurtkę przeciwdeszczową w pogotowiu.
• QPF 30 mm/24 h - ulewny deszcz, możliwe lokalne podtopienia w obniżeniach terenu.
• SLR 10:1 oraz SWE 20 mm - spodziewaj się ok. 20 cm świeżego śniegu.
• Poziom 0°C na 1500 m - deszcz w niższych partiach, śnieg na większych wysokościach.

Chmury i widzialność

• Zachmurzenie 20% - dużo słońca, dobre warunki do fotografii plenerowej.
• Zachmurzenie 90% - szaro, kontrast na zdjęciach niski.
• Widzialność 2 km - panoramy znacznie ograniczone, odległe obiekty słabo widoczne lub niewidoczne.
• Sufit chmur 300 m - ograniczenia dla lotów VFR, warunki trudne dla lekkiego lotnictwa.

Wiatr

• Porywy 50-70 km/h - parasol trudny w użyciu, ruchome reklamy mogą się przewracać.
• Uskok wiatru w dolnych 1000 m przy CAPE > 1000 J/kg - możliwe gwałtowniejsze burze liniowe.

Ciśnienie

• Szybki spadek MSLP o 4-6 hPa w 6 godzin - sygnał pogarszającej się pogody, często wzrost wiatru.

Słońce, UV i promieniowanie

• UVI 3-5 - krem SPF i okulary przeciwsłoneczne wskazane.
• UVI 8-11 - pełna ochrona skóry, najlepiej szukać cienia w środku dnia.
• Usłonecznienie 10 h - długi, jasny dzień, dobra produkcja fotowoltaiki (PV).

Śnieg i lód

• Pokrywa śnieżna 5 cm - warunki śliskie, ale odśnieżanie zwykle szybkie.
• Pokrywa śnieżna 30 cm - konieczne odśnieżanie, a w transporcie możliwe opóźnienia.
• Gołoledź - bardzo ślisko nawet przy temperaturze wokół 0°C, ostrożność na chodnikach i drogach.

8. FAQ - najczęstsze pytania o prognozy i słownik

• Dlaczego moja stacja domowa pokazuje coś innego niż prognoza?
  • Model prognozy ma rozdzielczość siatki i uśrednia teren, dodatkowo mikroklimat przy Twoim domu może się różnić.
• Co oznacza 40% szans na deszcz?
  • To szansa, że w danym miejscu spadnie mierzalny opad w zadanym oknie czasu, a nie że będzie padać przez 40% dnia.
• Czy 8/8 okt oznacza pełne zachmurzenie?
  • Tak, 8/8 oznacza niebo całkowicie pokryte chmurami.

9. Kontakt - jak się z nami skontaktować

• Adres e-mail:

10. Źródła i odniesienia

• MET Norway - Locationforecast - prognozy (NLOD 2.0 i CC BY 4.0): www.met.no
• NASA GMAO - MERRA-2 - dane historyczne (public domain / CC0): gmao.gsfc.nasa.gov
• Copernicus C3S/ECMWF - ERA5 - reanalizy klimatyczne (CC BY 4.0, „Generated using Copernicus Climate Change Service information”): www.ecmwf.int
• AMS Glossary of Meteorology - definicje wybranych terminów meteorologicznych: glossary.ametsoc.org