Korta nederbördsprognoser-KNEP

SMHI har utvecklat en metod för att göra korta nederbördsprognoser med hjälp av senaste radarinformationen

Metodbeskrivning

En ny metod för korta nederbördsprognoser, eller nowcasting av nederbörd, har utvecklats på SMHI. Den nya modellen använder sig av det faktum att nederbördsintensitet och radar reflektivitet är relaterade till varandra och att nederbördssystemen förflyttas med atmosfärens strömning (approximativt). Vi kan alltså göra en kort nederbördsprognos genom att extrapolera det senaste tillgängliga radarreflektivitetsfältet några timmar framåt i tiden.

Reflektivitetskompositerna som används tas från NORDRAD-nätverket och har en tidsupplösning på 15 minuter och en horisontell upplösning på 2 km. Stora delar av HIRLAM har utnyttjats vid utvecklingen eftersom HIRLAM har alla komponenter som behövs; Advektion, observationshantering, dataassimilation och hantering av bakgrundsfält. En första version av modellen för korta nederbördsprognoser (KNEP), som driftsattes i januari 2007, advekteras radarrefektiviteterna tre timmar framåt i tiden med hjälp av ett vindfält från en kort HIRLAM-prognos. Vindfältet, eller rörelsefältet, tas från en i förväg utvald höjdnivå som anses vara representativ för nederbördsfältets rörelse.

Det område som täcks av NODRAD-nätverket ryms helt inom det operationella HIRLAM 11 km området. Vid advektionen används därför en vindprognos från HIRLAM-11. För att ta hänsyn till transport av nederbörd in i området och nybildning av nederbörd, genom t.ex. konvektion, under prognostiden sker en gradvis övergång till en nederbörds prognos från HIRLAM. Nedanstående figurer visar ett exempel på en KNEP-prognos.

Bilden visar Nordrads täckningsområde tillsammans med Hirlams 11 km område
Figur 1. HIRLAM-11 området (mörkblå) och NORDRADs täckingsområde (ljusblå)
Visar en KNEP-prognos utan inblandning av HIRLAM, jämfört med radarobservationer
Figur 2. Vänstra bilden visar en radarbild (”sanningen”) att jämföra med timme tre i figur 2 (visad igen i högra bilden). Färgskalan är nederbörd i mm. (Radardata från Riga innehåller tyvärr fortfarande vissa störningar).
Visar en KNEP-prognos, med information från nederbörden i HIRLAM
Figur 3. Slutlig KNEP-prognos gällande 2007-11-07 kl. 02-05: Ackumulerad nederbörd över tre timmar. Produkten är en mix av radar- och HIRLAM-prognos. Färgskalan är nederbörd i mm.

Vinden genererad från radarekon

I en mer avancerad version av modellen, används radarekonas observerade rörelse under en period en till två timmar bakåt i tiden, för att korrigera vindfältet från HIRLAM. Fördelen med detta är att vi får en mer representativ rörelseriktning eftersom det inte är helt säkert att radarekona följer vindriktningen. Det nya rörelsefältet (vindfältet) bestäms genom variationell data assimilation  av ett antal (fem till sex st.) radarfält. Vindfältets tidsutveckling anpassas då till alla radarfälten under assimilationsfönstret. Fördelen med detta är att brus och väldigt kortlivade ekon inte påverkar rörelsefältet. Som bakgrund eller första gissning används en vindprognos från HIRLAM, bl.a. för att hindra felaktiga radarekon att påverka rörelsen i fel riktning