Metodik och modeller inom meteorologisk forskning

En kärna för den meteorologiska forskningen och utvecklingen är numeriska beräkningssystem. Vi arbetar med forskning och utveckling för att ständigt förbättra dessa system och vi använder dem i våra forskningsprojekt. 

Beräkningsmodeller inom det meteorologiska området kan idag vara del av större modellsystem som utvecklas i internationell samverkan. Utvecklingsinsatser kan bestå av att tillföra nya observationskällor, av mer utvecklade algoritmer för fylligare beskrivning av starttillstånd för prognosberäkningarna och av förbättrade beskrivningar av processer i atmosfären och vid jordytan. 

Väderprognossystem

Inom väderprognosområdet samarbetar vi inom HIRLAM- och ACCORD-samarbeten för utveckling av väderprognossystemet HARMONIE-AROME som ligger till grund för vår väderprognosproduktion. En del av arbetet sker tillsammans med vädertjänsterna i Norge, Finland, Estland, Lettland och Litauen inom projektet MetCoOp.

Vår forskning och utveckling har bidragit till att göra NWP-systemet (Numerical Weather Prediction) till ett modernt ensembleprognossystem (MEPS) som idag används som grund för SMHIs operationella väderprognoser och för olika specialprognoser, till exempel inom förnybar energi och vägväder.

Vi ligger också bakom utvecklingen av MESAN och KNEP, två numeriska modeller för lokala korttidsprognoser och korta nederbördsprognoser, som används inom SMHIs väderprognosproduktion. För både MESAN och KNEP används radardata som en del av underlaget för analys och prognos. 

Mer om de numeriska beräkningssystemen finns i avsnittet Meteorologiska modeller i Kunskapsbanken.

Modell för solstrålning, STRÅNG 

För beräkna yttäckande solstrålning har SMHIs forskning tillsammans med Strålskyddsmyndigheten och Naturvårdsverket skapat modellsystemet STRÅNG. STRÅNG beräknar en rad strålningsparametrar vid markytan över nordvästra Europa för varje timme.

STRÅNG - en modell för solstrålning

Ladda ner aktuella data från STRÅNG i Utforskaren - Öppna data, STRÅNG

Verktyg och modeller för luftmiljö

Inom luftmiljöområdet har vi utvecklat den atmosfärkemiska spridningsmodellen MATCH som kan användas för att studera luftföroreningar över norra halvklotet. Med MATCH-modellen kan beräkningar göras för att se hur olika typer av partiklar sprids i luften, till exempel från utsläpp och slitagepartiklar från vägtrafik, sot från bränder, stoff från vulkanutbrott och stora sandstormar i ökenområden eller utsläpp från eventuella kärnkraftsolyckor. MATCH-modellen kan också användas för att studera de konsekvenser som luftföroreningar ger, till exempel försurning och övergödning, hälsoproblem och negativ påverkan på växtlighet. 

Spridningsmodellen MATCH

MATCH-modellen används inom Copernicus Atmosphere Monitoring Service, CAMS för beräkning av luftkvalitet i Europa. Inom ramen för detta pågår utveckling av beräkningar för spridning av vissa pollen (björk, gräs, oliv, ambrosia, al och gråbo). Du kan se aktuella luftmiljöprognoser via CAMS webbplats. 

SMHI bidrar till förbättrad luftkvalitet genom CAMS-konsortiet

SMHIs luftmiljökonsulter använder ofta verktyget SIMAIR för sina uppdrag. SIMAIR har sin grund i SMHIs luftmiljöforskning. 

Luftkvalitetsverktyget SIMAIR.

Forskning och utveckling för radar och satellit

SMHI har en lång tradition i forskning och utveckling för att använda data från radar och satellit i olika meteorologiska tillämpningar. Observationer med satelliter och väderradar ger en bra upplösning i både tid och rum och är dessutom tillgängligt där det finns få andra observationer, t ex till havs.

SMHI deltar i de europeiska meteorologiska samarbetena EUMETNET och EUMETSAT där vi arbetar med forskning och utveckling för radar och satellit. Vi utvecklar metodik och programvara för att ta emot och bearbeta data från radar och satellit så att de snabbt kan användas av de nationella vädertjänsterna för prognoser och varningar. Särskilt viktigt är detta inom Nowcasting, det vill säga prognoser i kort tidsskala, för de närmaste timmarna.

Inom satellitområdet arbetar vi med forskning och utveckling för att skapa mjukvara och algoritmer för automatisk analys av moln och nederbörd i satellitbilder. Prognosmeteorologer använder detta för Nowcasting och vid automatisk generering av grundläggande analyser av det aktuella väderläget med hög upplösning i tid och rum. Vi bedriver också forskning och utveckling kring metodik och analyser av moln på längre tidsskala, för klimatologiska studier. Arbetet sker genom projekten Nowcasting SAF och Climate Monitoring SAF (Satellite Application Facilites), finansierat via europeiska vädersatellitorganisationen EUMETSAT.

EUMETSAT Nowcasting SAF.

EUMETSAT Climate Monitoring SAF.

Pytroll, nätverk för Open source-mjukvara inom satellit

Pytroll-projekt startade år 2009 som ett samarbetsprojekt mellan SMHI och danska DMI för att utveckla och underhålla Python-baserad Open Source-mjukvara för läsning och bearbetning av jordobservationer från satelliter. Pytroll har nu vuxit till en internationell gemenskap som har bidragsgivare från hela världen och flera hundra användare, därav många av de europeiska vädertjänsterna. Resursdelning mellan länder ger kostnadseffektivitet och med fri och öppen källkod blir produktionssystemen bättre och mer robusta.

Pytroll – internationellt kodsamarbete för satellitapplikationer

Radar

Radardata är en mycket viktig informationskälla för prognosmeteorologer som behöver bedöma och göra prognoser i kort tidsskala, speciellt i extrema vädersituationer som kraftiga skyfall och snöstormar.

Baltrad-projektet startade 2009 för att förmedla väderradarbilder över Östersjöområdet. SMHI utvecklade mjukvara för att förmedla radarbilderna.

Aktuell radarinformation från BALTRAD.

Molnradar

ACTRIS Sweden är en forskningsinfrastruktur för att långsiktigt och kvalitetssäkert observera kortvariga klimatföroreningar (växthusgaser) inklusive aerosoler och moln.

Till ACTRIS medverkar SMHI med en molnradar placerad vid forskningsstationen i Norunda. En molnradar övervakar den vertikala strukturen av molnen och om de består av vattendroppar eller iskristaller. Det ökar förståelsen av molnens påverkan på väder och klimat. Data från en molnradar kan användas för att utvärdera moln i satellitdata och modeller och ger möjlighet till forskning inom luftdynamik, molnfysik, nederbörd och modellutvärdering. 

Vid molnradarn finns även en disdrometer. En disdrometer mäter dropstorleksfördelningen av nederbörden som passerar sensorn. Data finns att få tillgång till även från denna. 

Högupplöst klimatdata för städer, URBAN-SIS

Europeiska kommissionen har fastställt att klimattjänster kan bli motorn för omvandling till ett klimattåligt samhälle. Projektet Urban SIS har testat ett koncept för en sektoriell informationstjänst (Sectorial Information Service, SIS) riktat mot infrastruktur- och sjukvårdssektorerna i europeiska städer, med det övergripande målet att utveckla och demonstrera sätt att skala ned klimatinformation och påverkansindikatorer till den urbana skalan. Projektet är avslutat, men de högupplösta data som producerades under projektet finns fortfarande tillgängliga. 

Urban SIS – Klimatinformation för europeiska städer