Til alle tider har mennesker prøvd å finne ut hvordan været blir i morgen og i dagene etter.
Det store gjennombruddet kom i 1904 da nordmannen Vilhelm Bjerknes brukte fysikkens lover til å beregne været. Siden har vi brukt de samme prinsippene, men skalaen har forandret seg enormt.
Internasjonalt
Vær er ikke noe nasjonalt fenomen, det er globalt. Derfor er også samarbeid en viktig basis for et godt værvarsel.
Norge er medlem i ECMWF – European Centre for Medium-Range Weather Forecasts i Reading i England, som beregner varsler for været over hele jorden.
Disse beregningene er et svært viktig grunnlag for det norske værvarslet. Vi må vite hva som kommer inn og går ut av det området vi er spesielt opptatt av. Det er også viktig å dele værobservasjoner internasjonalt.
Les også: Derfor blir værmeldingene feil
Har skjer?
Den viktigste forutsetningen for å se inn i fremtiden og lage en værprognose, er å vite hva som skjer i nåtiden. Å beskrive hvordan været er akkurat på et tidspunkt er det meteorologene kaller en diagnose eller analyse. Det å lage en slik kan høres enkelt ut, men det er det ikke.
Grunnlaget for diagnosen er måledata. Jo flere og tettere jo bedre.
Og det er ikke småtterier som skal måles og sendes inn. Det trengs temperatur, lufttrykk, styrke og retning på vind, skydekke, regn og fuktighet. Helst også informasjon om tilstanden til bakken og det øverste laget i havet.
I Norge måler vi ulike parametere på rundt 500 ulike steder.
Tradisjonelt ble slike data målt manuelt rundt om i landet og på værstasjoner på Svalbard, Bjørnøya og Jan Mayen. Sistnevnte er spesielt viktig fordi været stort sett kommer fra vest. I dag er svært mye automatisert.
I tillegg måles været i øvre luftlag med ballonger og det brukes radar for å se på nedbør som regn og snø og doplerradar for vind. Mange rutegående fly gjør også målinger. Jordobserverende satellitter er en viktig informasjonskilde, men de ser en integrert del av atmosfæren fra banen og ned til overflaten og til skytoppene.
De kan også indikere vinddata på grunn av bevegelsen og gi bølgedata. Siden det meste av jordens overflate er dekket av hav er observasjoner fra skip, bøyer i sjøen og satellitter svært viktig for et komplett bilde.
Les også: Kan undersøke havet fra skrivepulten
Modellen
For å skape værvarsler for geografiske områder med den topografien og naturen de inneholder trengs det modeller av atmosfæren og hvordan den oppfører seg.
Modellene, i form av et enormt sett med likninger, kan sammenliknes med et fordøyelsessystem. De spiser måledata og knar dem gjennom likninger og datakraft til værvarsler. For å gjøre det deles det geografiske området i et rutenett slik at alle prosessene i hver rute kan behandles. Hva som skjer i naborutene er også en del av beregningen.
I teorien får vi et mer nøyaktig værvarsel med et finere rutenett, men ulempen er at den samme datakraften bruker lenger tid på å beregne varslet.
Modellen som ECMWF bruker, og som danner basis for det norske værvarselet, er basert på et 16 km rutenett og beregner våre områder med en forenklet modell av landets topografi. Rutenettet er tredimensjonalt og beregner atmosfæren i 97 ulike nivåer.
Meteorologisk Institutt beregner det norske landområdet med et finere horisontalt rutenett fordelt på en mye mer detaljert modell av norsk topografi og bakkens overflate.
Les også: Her henger 1,5 meter is rundt en tynn kraftledning
Nytt til høsten
I Norge bruker vi et rutenett på 8 og 4 km. Nå arbeides det med et nett på 2,5 km som vil bli tatt i bruk til høsten. Radardata skal også inn i modellen og det antas at dette vil skje om et års tid. Da vil nedbørvarslene bli mer nøyaktige.
Modellene er ikke perfekte, de har både begrensninger i form av et rutenett som ikke representerer Norges topografi godt nok og bruker tilnærminger til beskrivelse av de fysiske prosessene. Modellene inneholder derfor systematisk og usystematiske feil.
Det gjøres derfor en ytterligere automatisk etterbehandling av modellene for å fjerne en del av de systematiske feilene og bedre tilpasse varslene til lokal topografi.
En viktig oppgave for værvarslerne er å se på hva modellen sa og hvordan været ble. En rutinemessig sammenligning mellom varsler og virkelighet danner grunnlaget for en langsiktig utvikling av modellen og værvarslingen generelt.
Les også: Mobilen varsler nordlys
Utregning
Det er superdatamaskinen ved NTNU, Vilje, som regner ut den norske værmeldingen.
Datakraft er alltid en begrensing. Jo mer datakraft jo mer data kan modellen ta inn og jo mer detaljert kan beregningene gjøres og jo raskere kan nye prognoser leveres.
Meteorologisk Institutt kan bruke inntil 468 noder med 16 prosessorer hver. Det er ca. 1/3 av Vilje. 288 noder beregner prognosen, resten brukes til forskning.
Det tar 15 minutter å beregne en prognose med 8 km oppløsning og 1 time og 20 minutter med 2,5 km oppløsning.
Les også: Norge har fått tre nye superdatamaskiner
Ensembler
For å beregne usikkerhet i værvarselet kjøres nå såkalte ensembler. Det er en rekke ulike starttilstander, det vil si diagnoser, som kjøres for å se hvordan de utvikler seg ulikt over tid. De ulike starttilstandene er alle innenfor den usikkerheten som er i diagnosen gitt tilgjengelige måledata.
Fordi atmosfæren er kaotisk, vil ikke atmosfæretilstander som er svært like hverandre ved ett tidspunkt nødvendigvis være like hverandre på et senere tidspunkt. Det kjøres 51 ensembler basert på den globale modellen og spredningen mellom de ulike kjøringene indikerer usikkerheten i værvarselet.
Denne informasjon kan folk se i langtidsvarslet på yr.no som uttrykk for usikkerhet i symboler, temperatur, vind og nedbør ved hjelp av fargekoding.
Regnekraft er en begrensning i forhold til størrelsen på slike ensemblesystemer. Samtidig er ensembelsystemer en effektiv måte å utnytte tilgjengelig regnekraft.
Hovedkilde: Forsker Morten Køltzow ved Meteorologisk Institutt.
Les også: Det blåser ikke mer enn før
