Kā veidot laika prognozi

Es uzskatu, ka cilvēkiem, kuriem ir svarīgi zināt gaidāmos laika apstākļus, nevajag paļauties uz laika ziņām TV, radio vai populārākajos interneta portālos un vajag mācēt izveidot savu laika prognozi, izmantojot skaitlisko laika modeļu datus. Šajā rakstā paskaidrošu, kā sastādīt prognozi, izmantojot GFS modeļa (Global Forecast System) datus, kas atspoguļoti kartēs. Esmu jau rakstījis, ka uz GFS datiem balstās liela daļa internetā pieejamo bezmaksas prognožu.

Es daru tā. Vispirms atveru šo lapu (ja tā nedarbojas, var izmantot šo alternatīvu). Lai saprastu, kāda ir situācija atmosfērā, es vispirms parasti apskatos atmosfēras spiediena prognozi šim brīdim. Atmosfēras spiediens jūras līmenī ir atspoguļots kartēs zem nosaukuma “500hPa,Bodendruck” (tabulas augšējā kreisajā stūrī). Tabulas apakšējā rindā jāizvēlas termiņš; piemēram, izvēloties “30”, tiks parādīta prognoze 30 stundas uz priekšu, skaitot no attiecīgās prognozes ģenerēšanas laika.

Piemērs. Šeit redzama prognozētā situācija uz trešdienas, 2008. gada 20. augusta, pulksten 12:00 pēc Griničas laika jeb pulksten 15:00 pēc Latvijas laika. Prognoze veidota pulksten 6:00 pēc Griničas laika (prognozes kļūst pieejamas ar aptuveni 4 stundu nobīdi). Kartē atspoguļoti 3 dažādi parametri, galvenais ir atmosfēras spiediens jūras līmenī, kas iezīmēts ar baltām līnijām. Uz rietumiem no Spānijas redzams plašs anticiklons ar atmosfēras spiedienu tā centrā vismaz 1025 hPa (lai iegūtu spiedienu milimetros, šis skaitlis jāpareizina ar 0,75, tātad 769 mm). Starp Lielbritāniju un Norvēģiju redzams ciklona centrs ar spiedienu 995 hPa. Latvija atrodas starp šo ciklonu un anticiklonu uz dienvidaustrumiem.

Tālāk es parasti aplūkoju prognozi temperatūrai 850 hPa augstumā. Raksts par šo visnotaļ svarīgo rādītāju ir izlasāms šeit. Tā prognoze atspoguļota zem nosaukuma “850hPa Temperatur”. Blakus ir redzama prognoze uz pulksten 15:00 20. augustā (pēc Latvijas laika). Ar baltajām līnijām ir iezīmēts augstums dekametros, kādā ir prognozēts 850 hPa liels spiediens. Ar krāsām ir attēlota pati temperatūra. Šajā konkrētajā prognozē redzams, ka 850 hPa liels spiediens virs Latvijas atrodas 1440-1500 metru augstumā, un šajā augstumā gaisa temperatūra ir +10..+14 grādi. Tātad virs Latvijas atrodas siltas gaisa masas, kas atnākušas no dienvidiem. Vasarā skaidrā laikā un pie lēna vēja gaisa temperatūra uz zemes pie šādas 850hPa temperatūras sasniegtu +25..+30 grādus.

Zem nosaukuma “Mittl.Wolken” slēpjas mākoņainības prognoze. Pie reizes tur attēlots atmosfēras spiediens jūras līmenī un vēl kāds man nesaprotams parametrs. 🙂 Melnā krāsā ir attēlotas skaidras debesis, baltā krāsā – bieza mākoņu sega. Šo karti es izmantoju reti, jo tai ir maza izšķirtspēja un par mākoņu klātbūtni var nojaust arī pēc min./max. temperatūras un nokrišņu prognozes.

Tālāk zem nosaukuma “Niederschlag” slēpjas nokrišņu prognoze. Ar krāsām ir attēlots prognozētais nokrišņu daudzums milimetros 6 stundu periodā. Piemēram, kartē blakus ir attēlots prognozētais nokrišņu daudzums no pulksten 9:00 līdz 15:00 pēc Latvijas laika; Vidzemes augstienē, mērot uz aci, tiek prognozēti līdz 15-20 mm nokrišņu, citviet Latvijā mazāk. Ar punktēto sarkano līniju ir iezīmēti konvekcijas procesu izraisītie nokrišņi – šādas izcelsmes nokrišņu prognozes ir vismazāk precīzās un visvairāk mainīgās.

Tālāk pārlēksim uz “CAPE+Lifted Index” jeb negaisu prognozi. CAPE ir saīsinājums no Convective Available Potential Energy – tātad šis rādītājs vēsta par konvekcijas procesiem pieejamo enerģiju, kartē tas ir atspoguļots ar krāsām. Tumši zilā krāsa nozīmē, ka negaisi nav iespējami (bet jāatceras, ka tā ir tikai prognoze, kas mainās ik pēc 6 stundām). Dzeltenie un sarkanie toņi nozīmē, ka ir potenciāls spēcīgam negaisam, bet, ja nav pietiekama gaisa mitruma, tad pie augsta CAPE var nebūt pat neviena mākoņa. Tāpēc šo prognozi vajag apvienot ar nokrišņu prognozi – ja teritorijās, kurās ir prognozēts vērā ņemams CAPE (vismaz 200 J/kg), ir prognozēti nokrišņi, tad ir diezgan liela iespēja, ka tur būs pērkona negaiss.

Svarīgi zināt arī vēja virzienu un stiprumu, tāpēc jāskatās prognožu kartes zem nosaukuma “10m Wind (Mitteleur.)”. Tajās ir atspoguļota vēja prognoze (10 metrus virs zemes) Centrāleiropai, un augšējā labajā stūrī redzama arī Latvija. Vēja virziens attēlots ar baltām strīpiņām – kartē blakus redzams, ka Latvijai prognozēts dienvidu puses vējš. Vēja stipruma prognozi visvieglāk nolasīt no krāsām, taču jāņem vērā, ka mērvienība ir mezgli. Lai iegūtu metrus sekundē, lielums mezglos jāpareizina ar 0,515 (jo viens mezgls ir 0,514444 m/s). Kartē blakus redzams, ka prognozētais vidējais vēja ātrums Latvijā uz pulksten 15:00 ir 3-7 m/s. Līdz ko parādās dzeltenā krāsa, tā var runāt par brāzmām ar vētras spēku. Ja vēja vidējais ātrums ir 10 un vairāk metri sekundē, tad vēja maksimālais ātrums brāzmās parasti ir par 8-13 m/s lielāks.

Jāuzzina arī gaisa temperatūras 2 metru augstumā prognoze. Es parasti izmantoju kartes zem nosaukuma “Min/Max-Temperaturen”. Tajās attēlota minimālā gaisa temperatūra laikā no plkst. 18:00 līdz pusnaktij un no pusnakts līdz plkst. 6:00 pēc Griničas laika, kā arī maksimālā gaisa temperatūra laika periodā no plkst. 6 līdz 12 un no plkst. 12 līdz 18 pēc Griničas laika. Blakus kartē redzama maksimālās gaisa temperatūras prognoze laikā no 9 rītā līdz 15 pēcpusdienā pēc Latvijas laika. Latvijas teritorijā prognozētā maksimālā gaisa temperatūra šajā periodā ir no +16 grādiem vietām Vidzemē līdz +28 grādiem Latgales dienvidos.

Pārējās kartes, kas pieejamas minētajā adresē, manā skatījumā ir mazāk svarīgas vai arī pārāk specifiskas (attaino situāciju augstākos atmosfēras slāņos). Protams, ideālā gadījumā šīs GFS prognozes vajag salīdzināt ar citām, piemēram, Lietuvas modeļa prognozēm. Jāņem vērā arī prognožu neprecizitātes, kas rodas pārāk mazās izšķirtspējas dēļ un kuras esmu pieminējis šajā rakstā. Un, protams, jāņem vērā, ka šīs prognozes mainās ik pēc 6 stundām (jaunākās prognozes var sākt skatīties ap plkst. 7:00, 13:00, 19:00 un 1:00 pēc Latvijas vasaras laika) – un tieši šī iemesla dēļ vislabāk ir pašam apskatīties jaunākās modeļu ģenerētās prognozes, nevis gaidīt laika ziņas pa TV vai radio, jo masu mediju sniegtās laika prognozes to nolasīšanas brīdī visbiežāk vairs nav pirmā svaiguma, lai neteiktu vairāk.

Kā veidojas cikloni un anticikloni

Visi atmosfēras procesi uz Zemes ir vienoti un savstarpēji saistīti. Gaisa masas atrodas nepārtrauktā kustībā, cikloni un anticikloni ir veids, kā notiek silto un auksto, mitro un sauso gaisa masu apmaiņa.

Ekvatora tuvumā saules sakarsētais gaiss ceļas augšup, tas izplešas un atdziest, gaisā esošais ūdens tvaiks kondensējas, veidojot mākoņus un radot lietusgāzes. Ekvatoriālajos apgabalos ir vislielākais nokrišņu daudzums pasaulē. Uz dienvidiem un ziemeļiem no ekvatora gaiss grimst (aptuveni pie trīsdesmitā dienvidu un ziemeļu platuma grāda). Šeit lielākoties valda anticikloni, ir salīdzinoši maz nokrišņu.

Gaiss ceļas arī ap sešdesmito ziemeļu un dienvidu platuma grādu, šajos apgabalos vairāk dominē cikloni. Savukārt polos gaiss atkal grimst, tam notiekot, ūdens iztvaiko, gaiss ir sauss un nokrišņu ir maz. Tātad dažās joslās gaiss lielākoties ceļas augšup un rodas cikloni, citviet tas lielākoties grimst un rodas anticikloni, un šis nogrimušais gaiss pa zemes virsmu aizplūst uz apgabaliem, kur gaiss ceļas augšup, un viss sākas no gala.

Vidējos platuma grādos Zemes ziemeļu puslodē cikloni galvenokārt veidojas uz robežas, kur satiekas siltās un mitrās dienvidu gaisa masas ar aukstajām un sausajām ziemeļu gaisa masām. Uz šīs robežas var izveidoties cirkulācija, kas ir pretēja pulksteņrādītāja virzienam un kas silto gaisu nes uz ziemeļiem, bet auksto gaisu – uz dienvidiem.

Gaisa masas plūst uz šīs cirkulācijas centru (notiek konverģence), kur gaiss ceļas augšup, jo citur tam nav kur doties. Ja augstākos gaisa slāņos notiek pretējais process – diverģence – tad ciklons turpina attīstīties, jo gaiss var turpināt celties augšup. Ciklonam augot, izveidojas izteiktas siltās un aukstās frontes – siltais gaiss tiek nests uz ziemeļiem, aukstais – uz dienvidiem. Kad siltais un aukstais gaiss ciklonā ir samaisījies, ciklons sāk izzust (ciklona mūžs ir 3-10 dienas).

Tātad ciklona siltais sektors atrodas uz austrumiem no tā centra, bet aukstais sektors atrodas uz rietumiem no centra (es parasti runāju par ciklona silto austrumu un auksto rietumu malu). Anticiklonos ir pretēji, jo tajos piezemes slānī ir vērojama diverģence, kad gaiss no centra plūst uz malām, tas notiek pulksteņrādītāja virzienā: aukstais gaiss no ziemeļiem plūst uz dienvidiem anticiklona austrumu malā, savukārt anticiklona rietumu malā valda pretējie dienvidu vēji.

Zemes ziemeļu puslodē visām atmosfēras sistēmām ir tendence virzīties pa labi – galvenais faktors, kas to nosaka, ir Zemeslodes rotācija. Tādēļ vairums ciklonu pie mums atnāk no rietumiem un valdošie ir rietumu un dienvidrietumu vēji. Nospiedošais vairākums ciklonu, kas apciemo Latviju, ir dzimuši virs Atlantijas okeāna – tie pārsvarā ir vairākas dienas veci, sāk zaudēt spēkus un tādēļ reti atnes stiprus nokrišņus un vētras. Visstiprākais vējš un nokrišņi Latvijā pārsvarā saistīti ar cikloniem, kuru vecums nepārsniedz trīs dienas.

Uzslavas Lietuvas modelim

Pēdējās dienās mani patīkami pārsteidz Lietuvas modeļa prognozes. Precīzāk izsakoties, tas ir skaitliskais modelis HIRLAM (High Resolution Limited Area Model), kas pielāgots tieši Lietuvai. Bet līdzās Lietuvai skaisti redzama arī visa Latvija.

Savs uz HIRLAM bāzēts modelis ir arī Igaunijai, tā prognozes pieejamas no šīs lapas (augšā jāizvēlas angļu valoda, tad jāiet uz “Weather forecasts” un jāizvēlas “HIRLAM model”). Taču igauņu piedāvātais datu atspoguļojums man personīgi nepatīk, tas ir grūtāk pārskatāms un prognozes, lai gan ļoti līdzīgas Lietuvas modelim, manuprāt, ir mazāk precīzas (iespējams, ka igauņi vienkārši tās atjauno ar lielāku laika nobīdi).

Lietuvas modelis pēdējās dienās ir ļoti precīzi prognozējis gan temperatūru, gan nokrišņus (neliels, īslaicīgs lietus vietām Ziemeļvidzemē vakar vakarā un lietus vietām austrumu rajonos šovakar, kas, spriežot pēc mākoņiem, tik tiešām būs). Citos sinoptiskajos apstākļos šī modeļa prognozes nav tik precīzas, bet, kopumā ņemot, tas ir lielisks īstermiņa prognožu avots.

Paskaidrošu, ka “Krituliai” nozīmē nokrišņus (milimetri 3 stundu periodā); “Debesuotumas” – mākoņainība, “Vejas” – vidējais vēja ātrums, “Gūsiai” – maksimālais vēja ātrums brāzmās (bieži vien ir kļūdaina vēja brāzmu prognoze jūrai un līcim), “Matomumas” – redzamība, kas būtībā ir miglas prognoze.

Plkst. 15:05
Aizmirsu piebilst, ka leišu modeļa vājā vieta ir temperatūras prognoze nakts stundām. Bieži vien temperatūra ir vairākus grādus zemāka par šī modeļa prognozēm, it īpaši skaidrās bezvēja naktīs.