Kilo wody pod stopą

Chmurne oblicze kapitana #1: Nie wróż z fusów tylko z GRIBów

  • date
  • 5.11.2012 1447
  • φ52.224  λ21.1002 

Jeżeli pobierasz pliki GRIB i podejmujesz na ich podstawie decyzje na morzu, musisz wiedzieć kilka podstawowych rzeczy. Jeżeli Cię to wszystko nie interesuje i chcesz po prostu wiedzieć skąd wziąć prognozę pogody w GRIBach znajdziesz wszystkie informacje pod koniec wpisu. Chcę też żeby było dla Ciebie jasne, że ŻADNA prognoza pogody nie zwalnia Cię od obserwacji pogody i bieżącego reagowania na zmiany. Jeżeli tego nie robisz – cóż Twoje ryzyko.

Po pierwsze GRIB nie równa się Twojej prognozie pogody. GRIB jest jedynie systemem transportu danych, który został wprowadzony przez Międzynarodową Unię Meteorologiczną ponieważ był wygodny do przesyłania i archiwizowania danych meteo. I to właśnie dlatego zyskuje u żeglarzy coraz szerszą popularność – dostajesz jeden (stosunkowo nieduży) plik z – w miarę – dokładną prognozą na 7 dni. Możesz również nałożyć warstwę informacji meteo na Twoją mapę – samo dobre.

Co to jest GRIB?

Nazwa oznacza General Regularly-distributed Information in Binary form – a z tego wynika już wprost, że możesz przekazać za pomocą GRIBa dowolne dane przestrzenne, które cechuje regularny rozkład. Jeżeli bardzo chcesz wiedzieć, co taki plik zawiera i nie boisz się, że wyprostuje Ci to zwoje w mózgu tu jest dokumentacja od WMO [1].

Skoro GRIB może przenosić dowolne dane o regularnym rozkładzie przestrzennym, to musisz wiedzieć skąd się te dane biorą. Żeby uzyskać prognozę pogody, dane uzyskane z obserwacji meteorologicznych wprowadza się do modelu atmosfery, który obliczy jej stan w kolejnych godzinach. Te dane są liczone dla konkretnych punktów w przestrzeni. Stąd płyną następujące wnioski:

– Im dłuższy czas obejmuje prognoza pogody tym mniej dokładna – bo dane z poprzedniego kroku modelu wprowadza się jako wyjściowe i na ich podstawie modeluje co dalej.

– Istnieją GRIBy o różnej rozdzielczości przestrzennej. Najwyższa ma dane co 30′ . Pomiędzy tymi punktami Twój program do wyświetlania GRIBów będzie interpolował informację – czyli sam obliczy ile w danym miejscu wynosi dany parametr. W zależności od wybranej rozdzielczości wzrasta waga przesyłanego pliku (na każdy punkt przypada około 1,5 bajta) zamawiaj więc dane z rozwagą!

– Dostępne za darmo dane pochodzą z różnych modeli atmosfery. Każdy model jest optymalizowany na podstawie pewnych założeń. Dobrze znać te założenia, żeby potem nie zdziwić się, że pogoda wirtualna nie odpowiada rzeczywistej (Opis poszczególnych modeli znajdziesz dalej). Warto też przygotowując się do żeglugi po danym akwenie sprawdzić, czy nie są dostępne jakieś lokalne GRIBy.

Jest jeszcze jedna charakterystyka, która dotyczy w zasadzie wszystkich modeli – dla słabych wiatrów (zwykle też innych składników pogody) dane są zawyżane – czyli, jeżeli model mówi, że wieje 1kt to może być absolutna cisza, natomiast dla silnych wiatrów (zwykle też innych składników pogody) modele zaniżają dane – czyli, jeżeli model prognozuje 35kt to może wiać i 40-50kt.

Każda prognoza pogody podlega interpretacji. Interpretacji dokonuje myślący po meteorologicznemu człowiek. Jeżeli nie masz w tym doświadczenia, ściągnij (także) normalną prognozę pogody opracowaną przez synoptyka i zapoznaj się z jego komentarzem. Jeżeli chcesz zacząć rozumować pogodowo polecam Ci: RYA Weather Handbook- Northern Hemisphere (jest też dla półkuli południowej), Chris Tibbs [2]. Jest też polskie wydanie tej książki ale poczekałbym na kolejne (wciąż są błędy, mam wrażenia, że w Polsce tłumacze nie znają terminologii fizycznogeograficznej i wychodzą z tego straszne kwiatki).

Wróćmy jeszcze na chwilę do interpretacji dokonywanej przez synoptyka. Zanim zaczniesz ściągać GRIBy zastanów się czy masz wystarczającą wiedzę dotyczącą warunków lokalnych i doświadczenie, żeby zinterpretować dane na tyle, żeby przewidzieć, na przykład możliwość wystąpienia niżu wtórnego (zobacz FASTNET). Doświadczony synoptyk widział nie jedno i jeżeli chodzi o (ważny według mnie w meteorologii synoptycznej czynnik) wyczucie terenu i zwyczajną intuicję lokalną przewyższa mnie i Ciebie w tej kwestii znacząco. To jest uwaga kierowana szczególnie do osób, które często zmieniają akweny – po prostu w takiej sytuacji nie ma możliwości „wyczucia” lokalnej pogody.

Żadna, nawet najlepsza prognoza pogody, odebrana za pomocą nie wiadomo jak wypasionego sprzętu nie gwarantuje prognozowanej pogody. Nic ale to ABSOLUTNIE NIC, nie zwalnia Cię od stałej obserwacji pogody i reagowania na zmiany. Co do zasady każdy z tych modeli był kalibrowany starszymi danymi, zważywszy na zmiany klimatu, (chociażby w tym roku – spektakularne rzeczy: brak lodu w Arktyce i potężny Niż Arktyczny (sic!) zamiast wyżu, krótkotrwała zmiana biegu Golfsztromu itd…) spodziewaj się tego, że pogoda rzeczywista będzie odbiegać od modelowanej!

Pamiętaj także, że GRIBy informują Cię o ogólnej sytuacji synoptycznej według modelu, wszelakie uwarunkowania lokalne (było na kursach o dyszach, odbiciach wiatrach katabatycznych itd.?) musisz nałożyć na prognozę we własnym zakresie.

Przyjrzyjmy się teraz poszczególnym modelom pogody

GFS czyli Global Forecast System
W NOAA model uruchamia się dwuetapowo. Pierwszy przebieg tworzy prognozę pogody na pierwsze 192 godziny. Wyniki dostępne są co 3 godziny, a rozdzielczość przestrzenna to 35km. Drugi przebieg modelu sięga 384 godziny (16 dni), odstęp pomiędzy uruchomieniami to 12 godzin, a przestrzenny 70km (taki off-topic zastanów się jaki sens ma sprawdzanie pogody na Mazurach za pomocą modelu GFS?). Korzystając z większości darmowych serwisów otrzymasz prognozę pogody (GRIBY) z GFSa. Oczywiście jest tak, że im starsza prognoza tym bardziej bezużyteczna (czyli prognozowanie długookresowe zbliża się do wróżenia z fusów) – dla GFSa tą magiczną granicą jest tydzień.
Dane (główne), które otrzymujesz na podstawie tego modelu: prędkość (i kierunek) wiatru przy powierzchni ziemi (10m n.p.m. !), ciśnienie przy powierzchni ziemi, widzialność i opad (możesz pobrać w GRIBach dane o większej liczbie składników pogody także na różnych wysokościach – to wszystko modeluje NOAA).
Model GFS uruchamia się także lokalnie (uwzględniając lokalna specyfikę) i używa się do porównań dla prognoz długoterminowych.

COAMPS czyli Coupled Ocean/Atmosphere Mesoscale Prediction System
Ten model ma większą rozdzielczość 0,2o (18km) ale jest uruchamiany dwa razy dziennie. Dostępny jest najczęściej na płatnych serwisach, jednakże dla Morza Śródziemnego możesz go zobaczyć w akcji na passageweather.com. Dane które otrzymujesz na podstawie tego modelu: prędkość (i kierunek) wiatru przy powierzchni ziemi (10m n.p.m. !) oraz ciśnienie na poziomie morza.

WW3 czyli Wave Watch III
Jak sama nazwa wskazuje model służy do przewidywania kierunku i wysokości fali. Ten uruchamiany przez NOAA produkuje dane dostępne na otwartej licencji – wersje europejskie są niestety płatne. Model uruchamiany jest 4 razy dziennie i produkuje prognozę maksymalnie na 180 godzin.

Istnieje tez szereg innych modeli, które są dobrze zlokalizowane – jak na przykład: SWS-CM,SWS-RM, WRF NMM. Sa one dostępne najczęściej na płatnych serwisach. Pamiętaj, że każdy z tych modeli dokonuje obliczeń w określonych punktach świata – informacja pomiędzy nimi jest interpolowana i choć może się wydawać, ze prognoza pogody jest przestrzennie ciągła, to wcale tak nie jest. Duży problem GRIBów to brak informacji o frontach, choć doświadczony użytkownik jest w stanie to wywnioskować chociażby po zmianach kierunku wiatru i kształcie izobar.

Skąd wziąć GRIBY

passageweather.com

Ta prognoza pogody jest tworzona na podstawie GRIBów jednak otrzymujesz ją w formie serii obrazków (możesz zamówić archiwum zip) – zaletą jest więc to, że nie potrzebujesz żadnych programów. Ważna cechą tego serwisu jest łączenie danych z wielu modeli tak, żeby dane były jak najbardziej odpowiednie dla danego akwenu.

grib.us

Moim zdaniem jest to jeden z najwygodniejszych serwisów i go polecam. Dane które dostajesz dostarcza NOAA i są one darmowe. Serwis wymaga rejestracji ale opłaca się to robić chociażby ze względu na wartościowe forum. Dane można pobrać w formacie zip lub bzip2 więc przed rejsem zainstaluj sobie na przykład program 7zip, którym rozpakujesz otrzymane GRIBY (oczywiście są programy, które zaciągną dla Ciebie archiwum i rozpakują je np. ZyGRIB).

yr.no

Norweski serwis meteo ma bardzo dobrą sprawdzalność prognoz dla Arktyki. Jeżeli żeglujesz w tych rejonach świata ten serwis musisz odwiedzać. Z danych nie GRIBowych oferują mapy lodowe, a w czasie kiedy przebywasz na lądzie dobrą prognozę pogody dla miast.

Global Marine Networks

Oferują GRIBy przygotowane dla odgórnie zdefiniowanych obszarów. Dane dotyczą jedynie wiatru oraz falowania.

To są źródła, z których korzystam, ale jeżeli masz jakieś swoje, które uważasz, że powinno się znaleźć w tym wpisie daj znać (najlepiej zostawiając komentarz).

Można także pobrać archiwalne GRIBy

http://rda.ucar.edu/datasets/ds083.2/

http://nomads.ncdc.noaa.gov/thredds/catalog/

Czym wyświetlić GRIBa

Moją ulubiona metodą na wyświetlenie GRIBów jest nałożenie warstwy z prognozą pogody na mapę w programie nawigacyjnym. Informacja gdzie jesteś i gdzie będziesz za kilka godzin w połączeniu ze zmieniającymi się warunkami pogodowymi jest idealna dla podejmowania dobrych decyzji nawigacyjnych. Tak ocierasz się w ten sposób o routing pogodowy. Ja używam do tego celu OpenCPN [5] z mapą akwenu na którym jestem oraz GRIB Weather Plugin [6]. Danych o pozycji kursie i prędkości statku dostarcza mi odbiornik GPS Garmin przez port USB. Uwaga, żeby wyświetlić GRIBy pobrane jako archiwum, trzeba je rozpakować.

Druga metodą wartą stosowania jest program ZyGRIB [7]. Za jego pomocą pobierzesz GRIBy (te od NOAA) a także je wyświetlisz. Użyteczne może być to, że program nie wymaga instalacji a pobierane GRIBYy zapisuje w oddzielnym katalogu. Można go więc zabrać do kafejki internetowej na pamięci usb i przynieść dane do wyświetlenia w programie nawigacyjnym. Żeby wyświetlać GRIBy w samym programie należy pobrać mapę świata w wysokiej rozdzielczości [7], a dodatkowo można pobrać lokalizacje dodatkowych miast [7].

Trzecią metodą, która może zyskać Twoją uwagę jest możliwość pobrania i wyświetlenia GRIBów na Twoim telefonie komórkowym bądź tablecie. Ja używam aplikacji mobile GRIB [8] na Androida. Nie wiem jak jest na jabłkach ale pewnie skomentujecie ten post informując, co jest dobre (dzięki).

O możliwości pobierania obrazków z passageweather.com w formacie zip już pisałem. Warto jeszcze zwrócić uwagę na metodę ściągania GRIBów przez e-mail – pełną instrukcję otrzymujesz wysyłając pusty e-mail na adres: gribinfo@saildocs.com. Podobną usługę realizuje SailMail [4] – możesz otrzymać maila z GRIBami przez radio SSB, Iridium czy Inmarsat.

Skoro masz już GRIBy przed oczami – teraz wystarczy prognozę zinterpretować i podjąć odpowiednią decyzję nawigacyjną. Oczywiście lepiej być TU i marzyć, by być TAM – niż być TAM i marzyć, by być TU.

Najważniejsze źródła:
[1] http://www.wmo.int/pages/prog/www/WDM/Guides/Guide-binary-2.html
[2] http://www.rya.org.uk/shop/pages/product.aspx?pid=G1%28RYADefaultCatalog%29
[3] http://www.euronav.co.uk/Weather/gribfiles.htm
[4] http://sailmail.com
[5] http://opencpn.org/ocpn
[6] http://opencpn.org/ocpn/grib_weather_plugin
[7] http://www.zygrib.org/
[8] http://www.mobilegrib.com/
[9] http://www.7-zip.org/ – do otwierania archiwów z GRIBami

Bear