Gdzie jest burza? To pytanie zadają sobie tysiące Polaków każdego lata, gdy układają plany na kolejne godziny i dni. W tym artykule idziemy krok dalej: zapytałam specjalistów, skąd wiemy, gdzie jest burza i dlaczego prognozy nie zawsze się sprawdzają.
Z pewnością znasz strony lub aplikacje, w których przemieszczanie się burzy można obserwować niemal na żywo i oznaczone są miejsca wyładowań. Skąd wiemy, gdzie właśnie leje jak z cebra, a gdzie błyska? Ten proces doskonale wytłumaczył Piotr Szuster, Członek Zarządu Stowarzyszenia Skywarn Polska, zrzeszającego miłośników zjawisk burzowych o różnych motywacjach:
Wykrywanie zjawisk burzowych rozpoczyna prognoza konwekcyjna na bazie wyników różnych modeli numerycznych prognozy pogody (symulacji komputerowych, przewidujących warunki na podstawie ogromnych zbiorów danych, red.). Dane wskazują na środowisko, w którym będą się rozwijać burze. Analiza pozwala określać czas, obszar i prawdopodobieństwo występowania wyładowań atmosferycznych oraz zjawisk towarzyszących, jak silne porywy wiatru, nawalne opady deszczu, gradu i trąby powietrzne.
W dniu występowania burz posługujemy się modelami numerycznymi o częstej asymilacji danych (Rapid Update Cycle) i danymi obserwacyjnymi:
- synoptycznymi (obserwacje powierzchniowe),
- aerologicznymi (pionowe profile atmosfery),
- satelitarnymi (światło widzialne, podczerwień termalna),
- radarowymi (mapy zbiorcze, zobrazowania danych indywidualnych sensorów, rozkład przestrzenny odbiciowości radarowej, prędkość radialna wiatru, wymiary hydrometeorów),
- danymi teledetekcyjnymi wyładowań atmosferycznych,
- danymi z sieci pomiarów hydrologicznych.
Zbieramy i przetwarzamy również materiały od sympatyków, którzy relacjonują przebieg u siebie za pomocą sieci społecznościowych (komentarze i wiadomości bezpośrednie).
Za pomocą analizy powyższych informacji jesteśmy w stanie w czasie rzeczywistym informować o przebiegu zjawisk burzowych, wspomagać ekipy terenowe czy przekazywać istotne materiały synoptykom IMGW-PIB.
Niestety IMGW-PIB, nie odpowiedział na moje pytania przed publikacją artykułu. Wielka szkoda, bo to właśnie Instytut ma w rękach kluczowe narzędzia, gromadzące dane radarowe.
Podstawą są sieci państwowe, a więc POLRAD, PERUN czy międzynarodowe np. EUMETVIEW. Część ekip jest wyposażona w anemometry lub inne urządzenia pomiarowe jednak sami nie jesteśmy w stanie zbudować i utrzymać sieci radarów meteorologicznych, stacji synoptycznych czy teledetekcji wyładowań atmosferycznych – wyjaśnia dalej Piotr Szuster.
Tu warto wyjaśnić, że system POLRAD to polska sieć 11 radarów meteorologicznych o zasięgu kilkuset kilometrów. Monitorują obecność, strukturę i przemieszanie się „obiektów” meteorologicznych, w tym opadów, jakie docierają do powierzchni ziemi. Dane te są następnie przekazywane do licznych numerycznych modeli pogodowych. W 2023 roku zakończona została kolejna modernizacja, więc system jest „na czasie”.
PERUN zaś jest siecią 12 urządzeń wykrywających i lokalizujących (z użyciem triangulacji) wyładowania atmosferyczne między chmurami i do ziemi. W przeciwieństwie do radarów, te urządzenia nie wysyłają sygnałów i nie czekają, aż odbite fale wrócą. Czujniki wyładowań „wypatrują” fal elektromagnetycznych, charakterystycznych dla wyładowań. System PERUN działa od 22 lat, a w 2022 roku zapowiedziana została solidna modernizacja.
Dlaczego warto wiedzieć, gdzie jest burza? Nie chodzi jedynie o to, że opady i wiatr zepsują nam popołudnie. Gwałtowne zjawiska pogodowe stanowią poważne zagrożenie, o czym wie chyba każdy, kto widział złamane gałęzie drzew, auta powyginane od gradu czy szopę ogrodową, rozczłonkowaną przez porywy wiatru.
Jeśli wiemy, gdzie jest burza i jaki ma charakter, mamy tak zwaną świadomość sytuacyjną – rozumiemy szanse i zagrożenia. Możemy dostosować zachowanie, na przykład unikać wyjść na otwartą przestrzeń, w wyższe partie gór lub prac polowych. Możemy choćby przestawić samochód spod drzewa, zjechać na najbliższy MOP na autostradzie czy zwyczajnie zamknąć okna w domu i odłączyć urządzenia elektryczne od sieci.
To proste i szybkie postępowanie może ocalić życie, zdrowie i dobytek (a przynajmniej część dobytku). Warto również ubezpieczyć swój majątek – w niektórych przypadkach nie da się go zabezpieczyć w pełni przed stratami – radzi Piotr Szuster.
Właśnie w tym mają nam pomóc alerty RCB. Słyszymy jednak głosy, że nie jest to najlepsze rozwiązanie. Nie brakuje krytyków i niezadowolonych odbiorców tych ostrzeżeń. Wśród członków Stowarzyszenia Skywarn Polska również znajdą się takie osoby. Członek Zarządu Stowarzyszenia podpowiada inne rozwiązanie:
Idea Alertu RCB jest szczytna. Sami postulowaliśmy budowę systemu ostrzegania SMS. Część społeczeństwa ocenia je negatywnie ze względu na wykorzystywanie go do kolportowania informacji politycznych lub transmisji licznych komunikatów o zagrożeniu, które później w rozumieniu odbiorców nie mają pokrycia w rzeczywistości. To prowadzi do bagatelizowania ostrzeżeń.
Naszym zdaniem idealnym systemem ostrzegania odbiorców indywidualnych (nie mówimy o instytucjach, gdzie obowiązują procedury) jest wprowadzenie systemu ostrzegania natychmiastowego z użyciem Cell Broadcast. Aby taki system mógł działać, automatyczna transmisja komunikatów przez operatorów GSM musiałaby się odbywać natychmiast po wydaniu ostrzeżenia przez synoptyka i bez pośredników.
Ostrzeżenia natychmiastowe o burzach byłyby wydawane w czasie rzeczywistym na podstawie obserwowanych cech morfologicznych (np. sygnatur radarowych), świadczących o zagrożeniu oraz ekstrapolacji ruchu komórek na czas nieprzekraczający godziny, co określi zasięg zjawiska.
To postępowanie świetnie pasuje do paradygmatu nowcastingu. Jest obecnie praktykowane w USA. Takie komunikaty byłyby precyzyjne, miałyby wysoką sprawdzalność i szybko trafiałyby do odbiorców. Należy też położyć nacisk na edukację, by odbiorca właściwie rozumiał znaczenia pojęć prognozy i ostrzeżenia.
Kilkukrotnie polecałam aplikacje I strony, na których można sprawdzić, gdzie jest burza oraz zapoznać się z prognozą pogody. Jakie źródło polecają miłośnicy ekstremalnej pogody ze Skywarn Polska?
Prowadzimy swoje media społecznościowe i portal lowcyburz.pl (jest też apka mobilna o tej samej nazwie, red.), w ramach którego jest dostępny system Sky Predict 2. Zawiera on obszary występowania zagrożeń wprowadzane w formie wielokątów. Serdecznie polecamy również wykorzystanie stron Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB. W sezonie burzowym dostępny jest Portal Letni CMM, a w nim prognozy burzowe (również nasze), system Meteo Warn, TSP i wiele innych.
Są również dostępne aplikacje mobilne: METEO IMGW Prognoza dla Polski oraz Ostrzegator. Istnieją również inne, bardzo przydatne serwisy internetowe: awiacja.imgw.pl, daneradarowe.pl, radar-opadow.pl, lightningmaps.org. Jest ich masa i naprawdę warto z nich korzystać.
Prognozowanie pogody to zadanie szalenie trudne, wymagające mnóstwa danych i mocy obliczeniowych. Dokładne przewidywanie wystąpienia burz obecnie wciąż jest bardzo trudne, co pewnie widzisz na co dzień, gdy śledzisz prognozy. Dlaczego tak jest? Ponownie tłumaczy Piotr Szuster:
Można określić ogólny obszar istotnego zagrożenia (przykład: w Małopolsce jutro między godziną 14:00 a 20:00 prognozowane burze z porywami wiatru powyżej 80 km/h i opadami deszczu do 20 mm). Przewidzenie obecności burzy z intensywnymi zjawiskami w konkretnym miejscu i czasie nie jest i jeszcze długo nie będzie możliwe (przykład: jutro 15:00 w Krakowie będzie burza).
Modele numerycznej prognozy pogody dość dobrze przewidują czas i obszar umiejscowienia korzystnych do rozwoju burz warunków środowiskowych. Problem z dokładnymi prognozami leży w miejscu i czasie inicjacji rozwoju burz, trybu ich rozwoju (masowy, izolowany) i rodzaju morfologicznego (superkomórki, układy QLCS etc). By poprawić prognozy, należy przeprowadzić w tych obszarach badania naukowe i eksperymenty kontrolne obejmujące modelowanie numeryczne.
Obecnie na jakość prognoz ma również wpływ wojna na Ukrainie (nie prowadzi się tam obserwacji aerologicznych, przestrzeń powietrzna jest zamknięta – brak depesz AMDAR z lotnictwa cywilnego), która sprawia, że z tego obszaru nie ma kompletu danych potrzebnych do przeprowadzenia obliczeń numerycznych.
Czy kiedyś będzie możliwe całkowicie trafne przewidywanie wystąpienia burz? Zapytałam o to autorów najlepiej znanej i cenionej prognozy numerycznej, tworzonej przez ICM UW – meteo.pl. Joanna Wnuk, redaktor w meteo.pl, wskazała kilka ważnych problemów:
W powszechnie używanych numerycznych prognozach pogody warunki meteorologiczne są przewidywane z dokładnością przestrzenną rzędu kilku kilometrów (np. 4 km dla podstawowej konfiguracji modelu UM w ICM, czy modelu ALARO w IMGW). Przy takiej rozdzielczości zjawiska konwekcyjne, odpowiedzialne za tworzenie się chmur burzowych cumulonimbus, są zjawiskami podskalowymi, czyli występującymi na obszarze mniejszym niż odległość między węzłami obliczeniowymi modelu.
Naturalnym rozwiązaniem tego problemu wydaje się zwiększenie rozdzielczości modeli. Niestety wiąże się to m.in. z wyższymi kosztami obliczeniowymi. Żeby model o wyższej rozdzielczości miał wyższą sprawdzalność, wymaga zmian (np. uwzględniających, bądź lepiej prognozujących, procesy fizyczne zachodzące w mniejszych skalach) oraz zasilić go lepszymi danymi obserwacyjnymi.
Prace nad zwiększaniem dokładności przestrzennej modeli oraz większej dokładności modeli w zakresie przewidywania zjawisk konwekcyjnych (w tym burz) są prowadzone przez wiele ośrodków specjalizujących się w numerycznych prognozach pogody. ICM UW, wraz z partnerami zagranicznymi, również uczestniczy w takich pracach. Ich efektem będzie m.in. model UM o rozdzielczości 1,5 km, który po wprowadzonych zmianach, powinien jeszcze lepiej odzwierciedlać rzeczywistość za oknem.
Nie możemy więc zagęszczać siatki „do woli”, bo w pewnym momencie przestanie to być praktyczne, opłacalne… i paradoksalnie możemy oddalić się od celu. Nie ma przy tym gwarancji, że uda się osiągnąć 100 proc. pewności w skali całego kraju. Niemniej prace trwają na całym świecie, a Polacy biorą w nich udział:
Świat nauki nie stoi w miejscu. Lepsze przewidywanie zjawisk ekstremalnych nie jest tutaj wyjątkiem. ICM UW jest aktywnym uczestnikiem badań. W ostatnim czasie uzyskał na ten cel dofinansowanie w ramach konkursu NCBiR HYDROSTRATEG II. W projekcie rozwijane będzie kompleksowe podejście do zagrożeń związanych z deszczami nawalnymi na obszarach miejskich. Działamy również w zakresie przewidywania powodzi błyskawicznych na terenach górskich w ramach międzynarodowego projektu FLOPRES.
Warto też wspomnieć, że na stronie meteo.pl do warstwy map dodaliśmy właśnie dane radarowe pochodzące z ogólnopolskiej sieci POLRAD. Pozwalającym na precyzyjne śledzenie ilości i rozkładu opadów w danym regionie w czasie rzeczywistym. Razem z mapami numerycznymi dostarczają pełniejszego obrazu warunków atmosferycznych i pomagają w dokładniejszym prognozowaniu pogody, w tym zjawisk ekstremalnych. – opowiedziała Joanna Wnuk.
Jeśli więc otrzymasz alert RCB, ale gwałtowna burza jednaj nie nadejdzie, nie ma powodów do złości. Przewidywanie formowania się burz z wysoką dokładnością to nie lada wyzwanie. To nie znaczy też, że można bez konsekwencji te ostrzeżenia lekceważyć. Lepiej zrobić coś „na wyrost”, niż potem żałować.
Źródło zdjęć: Pictureguy / Shutterstock, Śląska Organizacja Turystyczna, IMGW, własne
Źródło tekstu: własne
