GFS Ensembles


GFS Ensembles

Weerkaarten & voorspellingen komen voor in alle vormen... We onderscheiden daarentegen 2 manieren van forecasten: "Deterministisch" & "Probablistisch", waarbij elke manier zijn eigen methode heeft van de visualisatie omtrent de voorspellingen. Terwijl de deterministische producten 1 forecast "run" zijn met telkens 1 product zoals onstabiliteit (CAPE) of wat dan ook, bestaan de probablistische producten veelal uit verschillende "runs" (members genoemd) die door de spreiding t.o.v. elkaar iets kunnen zeggen over de waarschijnlijkheid & de mogelijkheid van een bepaalde uitkomst op middellange tot lange termijn. Deze laatste zijn dan ook toegevoegd aan het armada aan weerkaarten op de Stormplatform website.

 De meest bekende probablistishe benadering van weerkaarten in de Benelux, noemt men de pluim. Een pluim bestaat uit verschillende "members" van éénzelfde "run". Elke member gaat dezelfde run door maar met telkens een kleine variatie in initiële condities om de onzekerheid van de metingen & chaos in de atmosfeer te simuleren. Door de variabliliteit van de initiële condities zal elke member na verloop van tijd andere waarden beginnen geven. Hoe verder de waarden op termijn uit elkaar beginnen lopen zegt ons veel over hoe de situatie op lange termijn zal zijn, alsook tot hoever er een bepaalde zekerheid heerst dat een bepaalde voorspelling zal & kan uitkomen.

Liggen de waarden dicht bij elkaar, is (afgaand op de betreffende run) de zekerheid dat de situatie zal uitkomen groter, terwijl de situatie erg onzeker is als er zich een bredere range aan waarden tonen. Men noemt dit de "spreiding". Veelal is duidelijk dat de spreiding echt significant wordt na een dag of 5, waardoor het zichtbaar wordt dat de kans op een juiste voorspelling tot langer dan 5 dagen op voorhaand soms eerder een spelletje darts kan zijn.

Op de stormplatform website hebben wij onder de rubriek "weerdata" een aantal pluimen toegevoegd, waarvan we ze in dit artikel voorstellen. We noemen deze "Ensembles", en gebruiken hiervoor het Amerikaanse model (GEFS, Global Ensemble Forecast System). Deze producten worden wegens de lange berekentijd om de 12u ververst, zijn altijd de 00Z & de 12Z runs waarbij de 20 "members" spreken over de termijn tot 15 dagen vooruit.

Aangezien pluimen de situaties voorstellen van 1 bepaalde locatie hebben wij gekozen om in de regio van volgende locaties pluimen te voorzien, waarvan diens spatiale spreiding zorgvuldig gekozen is zodat de ruimtelijke resolutie tot een maximum wordt gekrikt, zonder bepaalde regio's echt ongedekt te laten... Dit gespiegeld aan de berekentijd die erg intensief is.

De regio's waarvoor ensembles werden voorzien zijn

  • Zwolle (NL)
  • 's Hertogenbosch (NL)
  • Kortrijk (BE)
  • Genk (BE)
  • Charleville Mezières (FR)

2m temperatuur

Deze pluim toont de 2m temperatuur tot 15 dagen vooruit. Aangezien de natuur van het product hoeft dit geen verdere introductie, want het is dan ook wat het is: de temperatuur op 2 m.

2mt zwolle

 

850mb Temperatuur

Deze pluim is de visualisatie van de 850mb temperatuur. De hoogte 850mb is ongeveer de hoogte waar de top van de boundary layer zich bevindt, en zegt ons iets over hoe warm de boundary layer eigenlijk is. Hoe hoger deze temperatuur hoe warmer de luchtmassa zal zijn tussen het oppervlak & 850mb, pakweg vanaf de grond tot anderhalve kilometer. Wetend dat de DALR (Dry Adiabatic Lapse Rate) ongeveer 9.8°C per kilometer is, en de hoogte van de 850mb level ongeveer anderhalve kilometer is, weten we aan de hand van deze pluim dat het aan de grond wel tot (9.8°C/km x 1.5km) warmer kan zijn.

850mbt hertogenbosch

 

500mb Temperatuur

Dit product toont ons de temperatuur op 500mb (ongeveer tussen de 5 & 6km hoogte). Deze temperatuur zegt ons iets over hoe koud de bovenluchten zijn, dus toont het een ingrediënt voor onstabiliteit. We spreken van een onstabiele situatie wanneer de bovenluchten veel kouder zijn dan de lucht aan de grond. Dus hoe kouder deze temperatuur, hoe meer kans op onstabiliteit wanneer de lucht aan de grond veel warmer is.

500mbt kortrijk

 

500mb Geopotentiële hoogte

Dit diagram toont ons de "geopotentiële hoogte" van de 500mb. In de inleidende tekst van bovenstaande producten spraken wij altijd over een "range" van hoogtes van een bepaalde "millibar-level". De Geopotentiële hoogte is de determinatie op welke hoogte precies deze 500mb level zich bevindt en is afhankelijk van de gemiddelde temperatuur van die laag. Het stelt in wezen de dikte (in meter) van de grond tot de 500mb hoogte voor. Men noemt dit de "Hypsometrische vergelijking", en stelt de relatie voor tussen de dikte van de laag & de gemiddelde temperatuur in die laag. De 500mb geopotentiele hoogte zegt ons dus veel over de thermodynamische samenstelling van de laag die het representeert. Zien we dat de laag dikker wordt over tijd (hogere waarden) dan weten we dat die laag dus opwarmt en spreken we veelal over warmteadvectie. Weten we daarentegen dat de laag dunner wordt over tijd (hoogteval) kunnen we weten dat de hydrostatische balans mogelijks kan gebroken worden... De befaamde "heightfalls" die regelmatig in de Estofex forecasts vermeld worden.

500mbz genk

 

Deep layer shear

Dit product toont in pluim-vorm de Deep Layer Shear, of kortweg DLS en hoeft ook weinig tot geen introductie meer. De vertikale windschering is het verschil tussen de wind op 6km hoogte en de wind aan het oppervlak, en zegt ons iets over de organisatie van buien & systemen. Hoe hoger de windschering, hoe sterker & georganiseerder onweersbuien zullen uitpakken. Doch vindt u deze pluim nergens anders dan op deze webstek, en is dus een primeur in Europa, laat staan de Benelux.

dls hertogenbosch

 

850-500mb Lapse rates

Dit product toont een pluim van de "lapse rate" tussen 850 - 500mb, wat naast de DLS-pluim ook een primeur is in Europa en de Benelux. We hebben reeds gesproken over de afname in temperatuur met hoogte. Wanneer het warm is aan het oppervlak en koud in de bovenluchten spreken we van onstabiel. De "lapse rate" is de ratio waaraan de temperatuur per kilometer hoger in de atmosfeer afneemt en wordt uitgedrukt in °C per kilometer. Hoe sneller de temperatuur in een bepaalde laag dus met hoogte afneemt, hoe onstabieler deze laag is. Aangezien de 850-500mb laag, verantwoordelijk is voor het gros van de CAPE (Convective Available Potential Energy), is de snelheid waarmee de temperatuur in die hoogte afneemt van cruciaal belang, wanneer er vochtigheid mee gemoeid is. Dit, omdat vochtigheid in combinatie met steile lapse rates in de mid-levels (steil = sterke afname in temperatuur) de 2 sturende factoren zijn in de CAPE-berekening.

lapserate

 

mlCAPE

Deze pluim is ook best bekend en toont ons de Convective Available Potential Energy, dewelke een maat is van hoe onstabiel de atmosfeer is (zoals gezegd: lapse rate in combinatie met de aanwezige vochtigheid). We gebruiken hier de "ml" of de mixed layer, dewelke de berekening is van CAPE, waarbij het gelifte parcel die is waarvan diens temperatuur & dauwpunttemperatuur het gemiddelde is van diens waarde in de onderste 180mb van de atmosfeer, dit om rekening te houden met verticale mixing.

mlcape charleville

 

We hopen jullie met deze producten te plezieren en zijn blij aan de gebruikers een extra perspectief te geven om door het sleutelgat, de lange termijn te aanschouwen. Het Stormplatform team streeft er dan ook naar om de community van de meest interessante en innovatieve producten te voorzien, zodoende de gebruikers de meest aangename ervaring te bieden.

 

Met vriendelijke groeten,

Het stormplatform team