это cверхкраткосрочный прогноз явлений погоды в пределах 0 – 6 ч от срока наблюдения. Нейросетевые методы наукастинга осадков: обзор и апробация существующих решений. В задаче наукастинга осадков необходимо минимизировать отклонение спрогнозированных мм от истинного.
Арбат, Москва
Совместная технология детерминистского наукастинга и сверхкраткосрочного прогноза осадков на основе экстраполяции данных. Чаще всего говорят о наукастинге развития конвективных (кучево-дождевых) облаков и связанных с ними опасных метеорологических явлений (ОЯ) — ливневых осадков, гроз, града, шквалов, смерчей. За полтора часа в центре Москвы выпала почти треть апрельской нормы осадков, заявила в беседе с РИА Новости ведущий сотрудник Гидрометцентра России Марина Макарова. Точнее, ещё точнее: прогноз погоды на 2 часа, наукастинг и карты погоды. В отдельных районах менее чем за час выпало свыше 70% месячной нормы осадков. есть сайт метеовести это погодного центра фобос, ну и разумеется данные гидрометцентров РФ и РТ, у рф центра есть крутой раздел наукастинг 2 часа, там можно за дождями, снегом следить.
Как менялась Яндекс.Погода: от виджета до погодных карт
Высота осадков составила 20 мм. По данным столичного Департамента транспорта, до конца дня в городе будет дождь с грозой и сильный ветер. В вечерний разъезд локальные затруднения ожидаются по направлению в область на шоссе Энтузиастов и на Ленинградском шоссе. Автомобилистам рекомендовали избегать резких маневров, соблюдать дистанцию и скоростной режим.
Температура воздуха предстоящей ночью плюс 4-9, при прояснении — до минус 1, днем 27 апреля — плюс 18-23. Самым жарким днем станет воскресенье. Ночью 28 апреля ожидается плюс 10-15, преимущественно без осадков. Днем плюс 22-27, на севере местами кратковременные дожди, грозы.
До конца 1950-х годов этот метод использовался как основной. Он основывается на построении и анализе синоптических карт, изображающих атмосферные условия в конкретный момент времени. На них выделяются отдельные объекты циклоны, антициклоны, атмосферные фронты и т.
Современный метеорологический центр ежедневно готовит серию синоптических карт. Такие карты составляют основу прогнозов погоды. Задача подготовки синоптических карт на постоянной основе включает в себя сбор и анализ огромного количества данных наблюдений, полученных с множества метеорологических станций.
Первую карту погоды составил французский математик, директор Парижской обсерватории Урбен Леверье 19 февраля 1855 года. Этот процесс отнял немало времени. Ее составили на основе данных, полученных по телеграфу из нескольких городов Европы.
Разносторонний Леверье также известен тем, что на основании его расчетов была открыта планета Нептун. На основе тщательного изучения метеорологических карт на протяжении многих лет были сформулированы определенные эмпирические правила. Эти правила помогают метеорологам оценить скорость и направление движения погодных систем.
Например, когда известен тип погоды, создаваемой вдоль фронта, а также скорость и направление движущейся бури, можно сделать довольно точный прогноз погоды для выбранной местности. Но из-за внезапных изменений в циклонической системе эти прогнозы действительны на протяжении лишь короткого периода времени, скажем, в течение нескольких часов или дня. Прогнозирование на более длительный период уже затруднительно.
Численный метод включает в себя много математики. Он также называется «гидродинамическим» и основан на построении математических моделей атмосферы и моделей взаимодействия атмосферы и океана. В нем решаются уравнения гидро- и термодинамики и используются основные физические законы.
Газы атмосферы подчиняются ряду физических принципов, и если известны текущие условия атмосферы, то известные физические законы могут использоваться для прогнозирования будущей погоды. С конца 1940-х годов наблюдается устойчивый рост использования математических моделей в прогнозировании погоды. Эти процедуры стали возможны благодаря продвижению в формулировании математических моделей.
Математические уравнения применяются для разработки теоретических моделей общей циркуляции атмосферы. Они также используются для прогнозирования изменений в атмосфере с течением времени. В них учитываются параметры определенных элементов погоды, таких как воздушные течения, температура, влажность, испарение, облачность, дождь, снег и взаимодействие воздушных потоков с поверхностью суши и океанов.
В разработке численного метода прогнозирования погоды решающие шаги были сделаны советским ученым, академиком А. Обуховым и американским ученым Дж. Именно они довели этот метод до практической реализации, ставшей возможной с появлением ЭВМ.
Когда мы рассматриваем постоянно меняющуюся атмосферу, необходимо учитывать большое количество переменных. Это очень сложная задача. И для ее решения были подготовлены численные модели, которые игнорируют некоторые переменные в предположении, что некоторые аспекты атмосферы не изменяются со временем.
Это позволяет снизить требования к производительности компьютеров, но одновременно снижается и качество прогноза. Статистические методы используются наряду с численным прогнозом погоды. Этот метод часто дополняет численный метод.
Статистические методы используют прошлые записи метеорологических данных, исходя из предположения, что в будущем погода будет повторяться. Основная цель изучения прошлых метеорологических данных — выяснить те аспекты погоды, которые являются хорошими показателями будущих событий.
Долгое время в продакшене у нас работал алгоритм на основе optical flow, который мы смогли натюнить таким образом, что он побил по метрикам нашу предыдущую нейросетевую архитектуру. Далее расскажем о том, как мы наконец обошли optical flow и сделали более качественный прогноз с использованием нейросетей. Авторы добавили вход для пространственной памяти обозначение в статье и расширили output gate, чтобы научиться её учитывать рисунок 3. Утверждается, что это помогает лучше запоминать пространственные изменения в последовательности кадров видеоряда.
Рисунок 3. Только для изображений из будущего, которые мы пока не знаем. В качестве функции потерь использовали ставшую классической сумму кросс-энтропии и dice: где — пример из обучающей выборки, а — предсказанное значение. Результаты При сравнении новой модели с предыдущей мы смотрели как на стандартные метрики для задач сегментации и классификации F1, IoU , так и специально построили метрики, которые отражают пользовательское ощущение прогноза например, доля идеальных прогнозов. Это помогло улучшить в том числе и то, что видят в прогнозе наши пользователи, и как они получают информацию из него.
Получить консультацию
- Глава Гидрометцентра: Никогда прогноз погоды не будет точным на 100%
- Система прогнозирования “Москва – Погода”
- Росгидромет: в Москве за полтора часа выпала треть месячной нормы осадков
- Свяжитесь с нами
Оставляйте реакции
- Осадки с небольшим содержанием песка придут в Челябинскую область
- Анализ группы
- Предоставление данных о погоде - ООО "ДАНИО-пресс"
- Наукастинг осадков на 2 часа
- Осадки с небольшим содержанием песка придут в Челябинскую область
- В Москве за полтора часа выпала треть месячной нормы осадков
Суперпомощники
- Суперпомощники
- Прогноз наукастинга для городов запустил Казгидромет
- Nowcasting (meteorology) - Wikipedia
- Поиск в поисковиках:
- Основные виды прогнозов и их особенности.
- Антициклон на Урале сменит циклон: синоптики спрогнозировали «погодный калейдоскоп»
Прогноз наукастинга для городов запустил Казгидромет
Лучше всего для этого подходят метеорологические радары, предоставляющие такую информацию напрямую в виде изображений, и геостационарные спутники, снимки с которых надо предварительно обработать. При этом можно интерпретировать кадр как обычную картинку и свести задачу к работе с видеоизображением. Рисунок 2. Пример изображений с метеорологического радара.
Вверху: пример входных кадров для модели. Внизу: ожидаемые кадры во время предсказания. Здесь , а Мы предсказываем на два часа вперёд с шагом 10 минут.
Это 12 кадров плюс ещё несколько про запас на случай перебоя в поставке данных с радара. Чаще всего решение такой задачи сводится либо к применению алгоритмов optical flow 1 , 2 , 3 , либо к нейросетевым методам 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6.
Такой прогноз в той или иной степени сводится к задаче экстраполяции наблюдаемых метеорологических явлений, так как настоящие тяжёлые физические модели для него менее приспособлены и не могут оперативно учитывать быстро меняющие условия. Раз мы говорим о карте осадков, нам интересен источник данных об областях скопления влаги в воздухе, обладающий относительно высокой частотой обновления. Лучше всего для этого подходят метеорологические радары, предоставляющие такую информацию напрямую в виде изображений, и геостационарные спутники, снимки с которых надо предварительно обработать. При этом можно интерпретировать кадр как обычную картинку и свести задачу к работе с видеоизображением. Рисунок 2.
Пример изображений с метеорологического радара. Вверху: пример входных кадров для модели. Внизу: ожидаемые кадры во время предсказания. Здесь , а Мы предсказываем на два часа вперёд с шагом 10 минут.
Своевременное проведение профилактических работ, направленных на минимизацию рисков при негативных явлениях погоды.
Планирование работ, требующих определенных погодных условий отсутствие порывов ветра, необходимое состояние рабочих поверхностей, температурные режимы, заданная влажность. К таким работам можно отнести: высотные работы, работы под напряжением, другие технологические процессы.
И конечно же, для наукастинга постоянно совершенствуется мезомасштабная модель атмосферы. Работа ведется в тесном сотрудничестве с Центральной аэрологической обсерваторией и научно-исследовательским центром "Планета". Сейчас мы только-только выпустили инструкцию, как использовать синоптику радарные данные. И ее еще придется дорабатывать.
Еще раз повторю: сейчас стадия эксперимента, но она близка к завершению. Думаю, что со следующего года в Московском регионе, да и не только в Московском, в Центральном федеральном округе эта система заработает. Какие явления можно будет прогнозировать? Вряд ли речь идет о температуре, она не меняется так резко за пару часов. Наверное, это грозы, ливни? Но в первую очередь, конечно, оценивается риск таких опасных явлений, как очень сильный дождь, сильнейшая гроза, ливень, когда за час выпадает более 30 - 50 мм осадков, что приводит к коллапсу на дорогах. Ливневка не может справиться с таким количеством осадков.
Машины останавливаются. Во Франции гроза считается одним из самых опасных явлений, особенно сухая гроза, приводящая к возгоранию лесов. Снегопады с использованием наукастинга на самом деле мы надежно прогнозируем уже сегодня. Вообще зимой люди могут чувствовать себя спокойнее, о зимних ненастьях синоптики предупреждают заблаговременно. Что потребуется для того, чтобы отладить систему краткосрочного прогнозирования не в "пилотном" режиме, а на постоянной основе? Серьезные финансовые вложения? Роман Вильфанд: В Центральном регионе радаров и остальных приборов хоть и не избыточно, но в первом приближении достаточно.
Наши ожидания связаны с тем, что в результате реализации проекта модернизации Росгидромета в 2017 году у нас появится суперкомпьютер, совершенно отличающийся по своим ресурсам от того суперкомпьютера, который был установлен в 2009 году. Это совершенно другой класс центрального вычислителя. Уравнения прогноза погоды наиболее сложны для численного интегрирования. И для того чтобы как можно более точно дать прогноз погоды, требуется невероятная вычислительная мощь. С появлением нового суперкомпьютера мы уже сможем выпускать прогнозы с шагом два километра по всей Европейской территории России. Для вас будет удивительно, но описывать процессы глобального масштаба по всему земному шару проще, чем, например, метеорологическую ситуацию в Москве. Влияние домов на атмосферные процессы, отражающая способность асфальта, крыш домов и травяного покрова, неоднородность по пространству турбулентных процессов создают совершенно удивительные эффекты, влияющие на погоду.
Сначала нужно научиться адекватно описывать их в рамках научных исследований, а затем, я надеюсь, эти сложные прогностические модели перейдут и в оперативную практику. Кроме этого развиваются модели переноса загрязняющих веществ. К примеру, куда будет перемещаться аммиак в случае нештатной ситуации. Или дым от лесных пожаров. На вашем сайте есть карта предупреждения об опасных метеоявлениях. Как по ней людям понять, что они находятся в опасной зоне? Роман Вильфанд: У нас два года существует система метеопредупреждения.
И нам бы хотелось, чтобы, как в Европе, человек начинал утро с того, что заходил на сайт и смотрел, есть ли сегодня метеорологическая опасность. Сама система достаточно проста. На нашем сайте есть карта, на которой территории страны окрашиваются одним из пяти цветов.
АИИС «МетеоТрасса» для автодорог
Кратковременный дождь с грозой и порывами ветра до 11-18 м/с выпадает на последнее воскресенье апреля. Прогноз осадков на 2 часа (наукастинг). По моим данным, он циклон балканского происхождения по имени «Бенедикт». точный и подробный прогноз погоды в любом уголке мира на сегодня, завтра и неделю.
Классификация современных прогнозов погоды
это.> Анимация текущих данных радарных наблюдений. В настоящее время существует ряд алгоритмов по обнаружению осадков и приблизительной оценке их интенсивности, однако результаты их работы не применяются для решения задачи наукастинга. Об этом сообщает РИА Новости со ссылкой на данные Росгидрометцентра. Высота осадков составила 20 мм. Есть такое понятие как наукастинг – текущий прогноз погоды на срок до трех часов. Решение задачи наукастинга осадков, как правило, сводится к прогнозированию следующе-го кадра видеопоследовательности, а входными данными становится серия из более чем двух последовательных изображений, что позволяет более точно моделировать нелинейные. Прогноз осадков на 2 часа (наукастинг). Ведущий специалист центра погоды «Фобос» Александр Синенков спрогнозировал резкие перепады температуры воздуха в ряде регионов России.
10 самых точных сервисов прогноза погоды
Live wind, rain, radar or temperature maps, more than 50 weather layers, detailed forecast for your place, data from the best weather forecast models with high resolution. По прогнозу ведущего научного сотрудника центра погоды «Фобос» Михаила Леуса, в российской столице в четверг, 17 августа, ожидается переменная облачность, без осадков, воздух прогреется до + 29 °C, передаёт РИА Новости. Точнее, ещё точнее: прогноз погоды на 2 часа, наукастинг и карты погоды. есть сайт метеовести это погодного центра фобос, ну и разумеется данные гидрометцентров РФ и РТ, у рф центра есть крутой раздел наукастинг 2 часа, там можно за дождями, снегом следить. Наукастинг представляет собой детализированный прогноз погоды на ближайшие время (до 2-6 часов), основанный на численном решении системы уравнений гидротермодинамики с учетом процессов в атмосфере.