Oppdatert 19 juni 2019: Beregningen av det norske værvarslet har gjort svenske av seg. I et samarbeid med Sverige og Finland har de tre landene investert i mye mer datakraft i Lidköping i Sverige. Det gjør at det kan beregnes flere ulike alternativer av værvarslet hver tredje time som til sammen øker nøyaktigheten.
I 2022 planlegges enda en oppgradering - da blir også de baltiske landene med.
Det er få ting mennesker flest er mer opptatt av enn været. Og nordmenn i særdeleshet, siden vi med vår lange kystlinje i nord er eksponert mot havet og været som stort sett kommer inn vestfra.
Da er det kanskje ikke så rart at mange nordmenn har satt vitenskapelig spor etter seg innen faget.
I dag er nordmenn mer oppdatert på været enn noen gang. En viktig grunn er at vi nå har Yr på telefonen. Dette digitale samarbeidet mellom NRK og Meteorologisk Institutt har knyttet oss tett til sol, vind og regn.
Men hva er det egentlig som skjer?
Vi har snakket med Meteorologisk Institutt for å finne ut hvordan været måles og hvordan det til slutt havner som en prognose i lomma til folk. Dagens metode er ekstremt forskjellig, og veldig mye nøyaktigere enn den gangen Instituttet ble etablert for 151 år siden. Spesielt når man skal se noen dager framover i tid.
Verdensomspennende samarbeid
Værvarsler blir mer og mer et internasjonalt samarbeid. Det begynte i sin tid som nasjonale observasjoner som ble tolket etter beste evne og erfaring. Slik er det ikke lenger.
Været har ingen grenser, så alle lokale varsler må inkludere det været som kommer inn i lokalområdet utenfra. Til syvende og sist må vær over hele kloden med i betraktning for å gi gode lokale varsler.
Derfor er internasjonalt samarbeid helt nødvendig for at folk på Flisa skal vite om det kommer regn om tre dager. For det er ikke nødvendigvis en konsekvens av det man beregner i Norden, men kan ha sitt utspring i været på en andre siden av Atlanterhavet.
I forbindelse med at Yr ble lansert i 2007 ble det bestemt at norske værdata skulle være gratis. De er jo betalt med offentlige penger. Norge var tidlig ute med en slik beslutning i Europa. Sverige kom etter senere.
Samarbeidet mellom NRK og Meteorologisk Institutt er en videreføring av det 70 år gamle samarbeidet rundt værmeldingen på radio og senere TV. Det er Meteorologisk Institutt som står for datastrømmen og det faglige innholdet på Yr, mens NRK sørger for design på web og app, redaksjonelt innhold rundt været, og for distribusjonen til brukerne.
Mens værmeldingen tradisjonelt har vært presentert som varsler for mer eller mindre store områder, bidro Yr til at man kunne snevre inn varslene til svært små områder der folk bodde eller skulle til. Alle dataene som hele tiden beregnes støtter en slik finmasket varsling, men før Yr var det ikke lett å få den ut til publikum.
Sensorer
All værmelding har sin start i målinger og de kan komme fra en lang rekke sensortyper. Tradisjonelt har det vært manuelt opererte stasjoner hvor man har lest av vind, temperatur, fuktighet og nedbør. Det var over 1000 av dem på det meste.
I dag er imidlertid de aller fleste målepunktene automatisert, noe som betyr at man kan måle med kortere intervaller. I dag har Meteorologisk Institutt over 500 egne værstasjoner og rundt 40 offshore. I tillegg henter de data fra nesten 700 eksterne stasjoner.
Over 200 av Meteorologisk Institutts stasjoner er helautomatiske, mens i underkant av 350 håndteres manuelt. De aller fleste av disse måler bare nedbør og mange av disse sender inn daglige målinger. Det er bare 13 igjen av de tradisjonelle værstasjonene, det vil si helt manuelle stasjoner som leser av værdata flere ganger i døgnet.
På 70-tallet begynte man å få værdata fra satellitt. De kan enten være lavtflygende polarbanesatellitter eller geostasjonære satellitter. Slike satellitter kan måle i mange spektra både i det synlige og i det infrarøde spektret, og de kan observere med radar. Meteorologene kan også bruke variasjoner i signalhastighet for GPS-målinger som skyldes fuktigheten i atmosfæren.
Introduksjonen av satellitter gjorde i sin tid at værmeldingen ble mye bedre. Ikke minst på den sørlige halvkule, hvor det er mye hav og langt færre landbaserte målestasjoner.
I tillegg til alle målingene på bakken kommer værdata også fra skip, fly, værbøyer, og i en del tilfeller fra værballonger som gir et veldig godt vertikalsnitt av atmosfæren.
Henter fra private
Det sier seg selv at Meteorologisk Institutt ikke kan drifte så mange sensorer man skulle ønske seg. Derfor har de utviklet et system for å hente inn temperaturdata som genereres av private værmålere og se finnes det stadig flere av. Det har økt antall målepunkter med en faktor på 50 allerede siden introduksjonen i fjor og det bidrar til å øke nøyaktigheten i værvarslet.
Modellen
Det hjelper ikke med værdata om man ikke har en modell man kan bruke den på. Slike modeller kan være lokale hvor detaljert topografi spiller en stor rolle. Topografi er også viktig i de globale modellene, men den er bare beskrevet med lavere oppløsning.
I Nordensamarbeidet kjøres beregningen innen et gitter med 2,5 km lange sidekanter. Hver gitterrute behandles individuelt og synkroniseres med værsystemene som kommer inn over ruta fra andre ruter. Endringene i hver rute beregnes en gang hvert 75. sekund.
Modellen som beregnes deler atmosfæren i lag og det regnes på rundt 66 ulike lag i ulike høyder. Faktisk ligger tre lag under bakken for å gi et godt bilde av temperatur og fuktighet under overflaten som er viktig for inn- og utstråling av varme og for beregningen av snødekke.
- Les også: Slik fungerer kjernevåpen
Nye data hver tredje time
Hver tredje time tar modellen inn nye observasjoner fra alle sensorene som blir brukt til å justere forløpet av modellen, og hver sjette time tas det inn nye værdata fra hele verden for å komplettere de dataene som brukes til å beregne modellen i Norge.
Det er jo ikke alltid de beregnede resultatene stemmer med virkeligheten. Derfor gjøres det hele tiden en såkalt assimilering hvor måledata brukes til å tilpasse modellen.
Hver sjette time kommer det en ny prognose fra beregningene som forutser været 60 timer fremover. Prognoser som er lenger frem enn det beregnes på det europeiske værsenteret i Reading i England, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). De kjører modeller som beregner været svært langt frem i tid.
ECMWF
Den at den nordiske prognosen beregnes bare 60 timer fram handler om at det er lite nyttig å se lenger fram på et så lite område. Usikkerheten blir for stor og mye av atmosfærene over området har flyttet på seg i denne perioden. Derfor bruker man tall fra verdensmodellen som beregnes av ECMWF for lengre varsler. Den har ikke den samme oppløsningen, men betydningen av det blir mindre for her time etter beregning.
Hvor langt frem i tid været vises på Yr, er en vurdering av hvor nyttig man mener det er. Det henger også tett sammen med hvordan det presenteres..
ECMWF har tilgang til enorm datakraft for å beregne modellen som regnes ut over hele verden delt opp i ruter på 9 kilometer. Det er data herfra som gjør at Yr kan varsle vær fra hele verden, selv om de lokale norske varslene vil være mer nøyaktige på grunn av rutestørrelsen. En annen grunn til at varslene er bedre for Norden og Svalbard, er at Meteorologisk Institutt gjør en rekke statistiske korreksjoner i tillegg.
Planen er at ECMWF skal introdusere en rutestørrelse på 5 km i 2025 og det vil gi enda bedre prognoser.
Mer datakraft i Norden
Datakraft vil alltid være noe man aldri får nok av innen værvarsling. Jo mer datakraft, jo mindre ruter kan man dele opp geografien i og jo oftere kan man kjøre modellberegningene. Datasenteret som beregner modellene fra Norge, Sverige og Finland står i Linköping i Sverige.
I januar ble superdatamaskinene Stratus, Cirrus og Nebula tatt i bruk for til å beregne været. De to første jobber med selve modellberegningen, mens Nebula blir forskningsmaskinen. Til sammen har de nye maskinene en toppytelse på 1,9 Petaflops/s. Det er resultatet av at 880 serverer med hver 64 prosessorkjerner, altså 56 320, jobber for fullt. Til sammen er dette rundt en tidobling av hva man hadde til rådighet i fjor. .
Selvfølgelig trenger man også bedre modeller, men mer datakraft er også et grunnlag for å fininnstille modellene og det blir det neppe nok av på mange år.
Den økede datakraften gjør at man kan beregne flere versjoner av værmeldingen samtidig i et såkalt ensemble. På den måten kan meteorologene kjøre modellene med litt forskjellig startbetingelser, slik som stråling, faseoverganger mellom vann og damp og andre ting man er usikker på virkningen av, og der gjennom få et bedre bilde av usikkerheten i beregningene. I den nordiske modellen kjøre det ti slike beregninger, som man kaller medlemmer, i hvert ensemble. Verdensmodellen, som beregnes i en grovere oppløsning i England kjører nå 50 ulike medlemmer som gir et godt bilde av utfallsrommet i det kaotiske systemet de prøver å beregne.
Det er datateknisk enklere å kjøre mange medlemmer i parallell enn å øke hastigheten i beregningene.
- Les også: Derfor er stempelmotoren et kompromiss
Ny teknologi
Nylig innførte ECMWF en ny avansert teknologi for å beregne værmeldingen som gir bedre varsler gjennom en teknologi de kaller kontinuerlig dataassimilasjon. Den er allerede i bruk når man beregner den nordiske værprognosen ved at den gir bedre data langs det man kaller randsonen, det vil si der ECMWFs verdensmodell overlapper med den mer finmaskede nordiske modellen.
Scenarier
Når ECMWF skal beregne været 10 dager frem i tid, gjør de det ved å kjøre hele 51 ulike scenarier for utviklingen i perioden. De beregnes ved å endre litt på analysen, altså starttilstanden de regner ut fra. En algoritme ser på alle scenariene og lager et såkalt konsensusvarsel. Er scenariene enige betyr det at værmeldingen, det vil si konsensusvarslet, vil være nøyaktig selv på lang sikt. Spriker de synker graden av nøyaktighet.
I tillegg til tidagesvarslet kjøres et ensemble med like mange medlemmer, men med et rutenett på 18 km oppløsning som skal se 15 dager framover. ECMWF kjører også en ensembleberegning med den samme oppløsningen med 11 medlemmer. Den beregner været seks uker fremover pluss såkalte sesongvarsler. Det sier seg selv at slike beregninger er særdeles usikre.
Usikkerhet på Yr
Graden av usikkerhet kan man se på Yr som små fargekoder i varslet. Er de røde om en uke er det en indikasjon på at man må ikke bør stole for mye på varslet, men er de grønne er det stor sjanse for at været blir som varslet.
Utviklingen har vist at man hvert tiår klarer å varsle en dag lenger med den samme nøyaktigheten. I dag er tredagersvarslet kanskje litt mer nøyaktig enn todagersvarslet var i 2007.
- Hvordan flytte mye strøm veldig langt? Svaret er i økende grad likestrøm
Nåvarsling
De færreste er kanskje kjent med begrepet meteorologene kaller «nåvarsling» som finnes på Yr. Med denne kan du se beregnet nedbør de neste 90 minuttene. Grunnlaget er sanntidsdata fra nedbørsdata som kommer fra værradarer på flere steder i landet og varslene oppdateres med 5 minutters mellomrom.
Nåvarslingen er temmelig nøyaktig og kan fortelle når og hvor mye nedbør som kommer på ulike steder på kort sikt.
Hverken Meteorologisk Institutt eller NRK har noen inntekter fra Yr. De ser at dette er en tjeneste som naturlig kommer i tillegg til den tradisjonelle måten og etterleve oppdraget med å levere god værvarsling til folk via radio og TV.
Kilder: Leder av Værvarslingen i Oslo, Solfrid Agersten, statsmeteorolog Vibeke Wauters Thyness og forsker ved forsker ved Meteorologisk Institutt, Ivar Ambjørn Seierstad.
