S oduševljenjem vam objavljujemo da je nova verzija MeteoAdriatic WRF-ARW modela puštena u operativni rad, čime je zamijenila dosadašnju verziju našeg najnaprednijeg sustava za operativnu računalnu prognozu!

Izmjenjene značajke modela su sljedeće: sinhroni nesting (1-way) umjesto dosadašnjeg asinhronog; dual-moment aerosol aware Thompson mikrofizika, umjesto dosadašnje WSM7; 3,33 kilometra horizontalna rezolucija mreže domene za Hrvatsku (d02), umjesto dosadašnjih 3,50km, regionalna domena (d01) uslijed sinhronog nestinga sad koristi identične parametrizacije kao d02, pa je stoga značajno izmijenjen set istih u odnosu na ranije (novi set je potencijalno mnogo bolji), a također je i verzija modela za domenu d01 izmijenjena s prijašnje 3.9.1.1 na sadašnju 4.2. Regionalna domena sad koristi ‘Fusion 3’ asimilaciju početnih i rubni uvjeta (ranije ‘Fusion 2’) što znači da se kao i domena d02 inicijalizira s miješanim podacima GFS (0,25°) i ICON (6,5km) modela, ali za razliku od ranije koristi ICON podatke sve do 30 sati unaprijed, nakon čega se rubni uvjeti nastavljaju samo sa GFS modelom (zbog brzine downloada podataka koja je mnogo sporija za ICON model). Konačno, razdoblje prognoze regionalne domene produljeno je za jedan dan, te će sad na raspolaganju biti 144 sata prognoze, dok će visokorezolucijska simulacija i dalje izrađivati podatke do 72 sata unaprijed.

U sustavu je napravljen cijeli niz optimizacija i poboljšanja te ispravljanja grešaka. Značajno je ubrzan postprocesing sa iznimnim smanjenjem broja SQL upita pri esktrakciji podataka s grida u podatke po lokacijama (proces koji koristimo za kreiranje prognoziranih parametara za mobilnu aplikaciju i druge potrebe gdje se traže podaci u određenim koordinatama), te smo stoga time dobili još malo na efikasnijem korištenju hardverskih resursa.

Restrukturirani su geografski izrezi prognostičkih karata (vidi sliku niže); ‘HR’ izrez je zadržao identično pokrivanje, no prijašnji izrezi ‘HR-N’ i ‘HR-E’ su promijenjeni u ‘Z’ (Zagorje – ili Zagreb, kako vam draže) i ‘Sl’ (Slavonija), te su zadržali slično geografsko pokrivanje kao i ranije (ipak uz nešto malo finije mjerilo, tj. manje područje prikaza, kako bi se na kartama bolje iskoristila poboljšana rezolucija modela).

Nad Dinaridima i uz obalu, gdje je teren kudikamo kompleksniji nego u sjevernoj Hrvatskoj i Slavoniji, umjesto dva izreza sad se koriste tri, sa osjetno većim zoomom kako bi se na kartama bolje vidjeli detalji. Tako su prijašnje setove ‘HR-W’ i ‘HR-S’ zamijenila tri detaljnija izreza i to ‘K’ – Kvarner, ‘sD’ (sjeverna Dalmacija) i ‘jD’ (južna Dalmacija).

Ali, na Jadranu to nije sve; dodana su i tri potpuno nova “morska” izreza koji koriste grublje mjerilo, tj. pokrivaju veće područje od K, sD i jD setova i najviše će služiti nautičarima za brzi pregled meteorološke situacije u području plovidbe, osobito ako je ruta na otvorenom moru Jadrana. To su ‘sjJ’ (sjeverni Jadran), ‘srJ’ (srednji Jadran) i ‘jJ’ (južni Jadran). Pritom, ove izrezi zajedno pokrivaju i cijelu talijansku obalu, što će nautičarima koji plove po otvorenom moru i rade transverzalne rute između Italije i Hrvatske, biti sigurno od velike koristi. Time smo konačno, uskladili svoje karte s imenom portala te pokrivamo cijeli Jadran finom rezolucijom, izuzev samog Otranta. U nekoj od idućih verzija, ako novi hardverski resursi dopuste, proširit ćemo visokorezolucijsku domenu i na Otrant te dio Jonskog mora. Zasad, novi zumirani prikaz Balkana (iz domene d01, vidi sljedeću sliku) pokriva to područje u više detalja nego je dosad bilo na raspolaganju.

Izrezi Crne Gore (CG), Slovenije (Slo), nama bližeg dijela Alpa (Alpe), te Bosne i Hercegovine (BiH) su zadržani i nisu mijenjali površinu prikaza. Naravno tu je i standardan izrez Hrvatske i bliže okolice (HR) također u identičnom prostornom pokrivanju kao do sad.

Hrvatska domena (d02), plotirana je na karte u ukupno 13 različitih izreza (4 više nego dosad), kako prikazuje slika:

Grafički izrezi za prikaz na kartama iz domene d02 (rezolucija mreže modela 3,33 kilometra)

Regionalna domena (d01), plotirana je na karte u tri izreza (jedan više nego dosad – Balkan):

Grafički izrezi za prikaz na kartama iz domene d01 (rezolucija mreže modela 10 kilometara)

Konfiguracija modela i poboljšanja u odnosu na v2020

Meteoadriatic ARW 2021 ima sljedeće temeljne karakteristike:

  • Veličina domena: 296×252 (d01) i 283×244 točke (d02)
  • Inicijalni i rubni uvjeti: ICON 6,5km + GFS 0,25° + GFS 13km, Fusion 3
  • Broj sati prognoze: 144 (d01) i 72 (d02)
  • Broj pokretanja dnevno: 2
  • Horizontalna rezolucija: 10km (d01) i 3,33km (d02)
  • Vertikalna rezolucija: adaptivna, u prosjeku 55 hybrid levela
  • Najniži level: 45 metara
  • Vremenski korak: adaptivan
  • WRF jezgra: 4.2 (uključujući MeteoAdriatic interna poboljšanja) (od 17.1.2021. v4.2.2)
  • Microphysics: Aerosol-aware Thompson (dual-moment), sa značajnim poboljšanjima u v4.2
  • Radiation: RRTMG Fast + FARMS
  • LSM: MeteoAdriatic NOAH-MP
  • Surface layer: Revised MM5 (od 2.3.2021. MM5 similarity)
  • PBL: YSU (od 2.3.2021. ACM2)
  • Cumulus: MeteoAdriatic KSAS (obje domene)

Razlozi zbog kojih smo optimistični da će model biti osjetno bolji od prethodnog:

  1. Sinhroni nesting omogućuje konstantan priljev rubnih uvjeta na ugnježdenu domenu u svakom vremenskom koraku integracije, čime se značajno reduciraju greške rubnih uvjeta u odnosu na asinhroni nesting. U prošloj verziji smo koristili asinhronu metodu iz razloga jer nam je tako bilo povoljnije rasporediti resurse servera. Sad kad su oni ponešto povećani, slobodni smo koristiti uobičajen način gniježdenja, tako da obje domene rade istovremeno i ugniježdena domena se opskrbljuje rubnim uvjetima izravno iz vanjske domene.
  2. Regionalna domena sad koristi neusporedivo naprednije (ali i resursno “skuplje”) parametrizacijske sheme u odnosu na prošlu verziju, te noviju WRF jezgru. To bi također trebalo pridonijeti kvaliteti rubnih uvjeta koji ulaze u ugniježdenu domenu.
  3. Regionalna domena se također inicijalizira ICON modelom, čime se finiji detalji raspoređuju na većem geografskom prostoru oko područja interesa. To znači da grublji detalji rubnih uvjeta (GFS, u odnosu na ICON), advekcijom zračnih masa kroz domenu dolaze do interesnog područja kasnije, te u teoriji imaju manji utjecaj na simulaciju u toj zoni fokusa interesa (Hrvatska i bliža okolica).
  4. Produljenje prognoze regionalne domene za cijeli jedan dan omogućit će lakše praćenje trendova vremena na nešto dulji rok, kao nadopunu srednjeročnim modelima poput ECMWF, GFS, ICON i sličnih sustava.

Potencijalno je moguća lošija stabilnost modela:

  1. Setup prošle verzije modela za regionalnu domenu je bio impresivno stabilan. Kombinacija verzije 3.9.1.1 WRF modela (koju držimo za najstabilniju dosad) i korištenih fizikalnih parametrizacija radila je toliko stabilno da se ne sjećamo kad smo imali prekid u radu iste. To nažalost ne možemo reći za staru visokorezolucijsku domenu Hrvatske (WRF 4.2 i kompleksniji set fizikalnih parametrizacija), koja je imala dosta rušenja. Dojma smo da ćemo odsad imati više prekida u radu modela nego je to bio ranije slučaj s regionalnom domenom. Naravno, budući da sad obje domene rade zajedno, ako se model sruši i restart ne bude uspješan, neće se pojaviti podaci nijedne domene za taj run.
  2. Vezano za točku 1 valja spomenuti da se na WRF githubu pojavio PR koji bi navodno trebao ispraviti povremena rušenja surface layer sheme koju koristimo u modelu i u planu je da popravak bude uključen u sljedeću WRF ‘minor‘ verziju (4.2.2). Nismo sigurni da su povremeni prekidi u radu domene Hrvatske u verziji 2020. bili uzrokovani ovim problemom ali bi lako mogli biti te se nadamo da ćemo nakon ažuriranja jezgre na 4.2.2, kad bude dostupna, imati stabilniji model. Također verzija 4.2.2 donosi još neke zanimljive popravke koda koji se tiču i naših parametrizacija pa očekujemo još bolje rezultate nakon implementiranja iste u skoroj budućnosti. [Ispravljeno s v 4.2.2 od 16. siječnja, ali također nije primjenjivo u modelu od 2. ožujka zbog promjene surface layer i PBL sheme]

Topografija modela i landuse kategorije

Topogafija i landuse kategorije, d01. Korišteni setovi podataka za izradu ovih statičnih polja su USGS GTOPO30 30″ (topografija) i MODIS 15″ with lakes (landuse)
Topogafija i landuse kategorije, d02. Korišteni setovi podataka za izradu ovih statičnih polja su USGS GTOPO30 30″ (topografija) i MODIS 15″ with lakes (landuse)

“Vozni red” modela

Model će izlaziti 2 puta dnevno. Jedna inicijalizacija modela kretat će od 00 UTC, druga od 12 UTC. Kao i kod svih naših modela, primjerice inicijalizacija modela u 00 UTC ne znači da model za početne i rubne uvjete koristi ulazne produkte koji su inicijalizirani u 00 UTC, već znači da integracija našeg modela započinje s tim terminom, bez obzira koje ulazne podatke koristi. Ulazni podaci pritom mogu čak i varirati po svom terminskom obilježju. Zašto je to tako?

Naime, mi imamo fiksni “vozni red” naših modela koji startaju pomoću linux crona u određenom trenutku. Sustav najprije traži najnovije raspoložive produkte GFS/ICON modela za inicijalizaciju (npr. 12 UTC GFS run), ali ako oni u tom trenutku nisu dobavljivi u cijelosti (nakon 2-3 neuspješna pokušaja), prelazi se automatski na preuzimanje prethodnog seta (npr 06 UTC GFS run). Na taj način se osigurava da WRF model starta i onda ako očekivan set podataka ulaznog modela nije raspoloživ u trenutku pokretanja sustava. Svejedno, i u tom slučaju, naš model neće započeti integraciju 6 sati ranije zbog preuzetog prethodnog seta, već će pomaknuti start za 6 sati unaprijed tako da integracija u tom slučaju opet krene od identičnog termina kao i da je dobavljen očekivan, najsvježiji set ulaznih podataka. Time se osigurava konzistentno funkcioniranje WRF modela koji integrira svaki run “po voznom redu” i uvijek izrađuje očekivan vremenski period bez obzira na trenutačnu raspoloživost ulaznih podataka. Svi problemi koji se pritom rješavaju “ispod haube” za korisnike portala su potpuno transparentni.

Model je podešen tako da izrađuje obje domene zajedno tijekom prva 72 sata integracije i taj posao traje oko 6 sati. U nastojanju da svježi rezultati modela budu što ranije dostupni, kad model dostigne taj trenutak, WRF integracija se pauzira (bez restarta, korištenjem process SIGSTOP signala), pokreće se cijeli postprocesing d02 domene, izrađeni produkti se odmah šalju na web server, te kad je domena d02 u potpunosti obrađena, nastavlja se integracija d01 domene kroz preostala 72 sata.

Druga polovica integracije se obavlja brže jer u njemu ne sudjeluje d02 domena, pa d01 domena završava cijeli posao za otprilike 3 sata nakon završetka d02 domene.

Dnevni run će tako na portalu biti spreman negdje oko sredine poslijepodneva (d02), a d01 produkti će uslijediti za oko 3 sata nakon d02 produkata. Noćni run bit će spreman u drugom dijelu noći (d02) a negdje oko svitanja uslijedit će produkti d01 domene.

Treba primjetiti da je ovakav redoslijed ažuriranja domena obratan starome sistemu; u njemu se je prvo ažurirala regionalna domena, a onda se je nekoliko sati nakon nje osvježavala domena Hrvatske, što je logično budući da se domena Hrvatske pokretala asihnrono, iz gotovih podataka regionalne domene. Budući da u novom modelu obje domene rade zajedno, i da domena Hrvatske završava integraciju ranije od regionalne domene, logičan je obratni raspored ažuriranja. Od ove verzije, javno objavljujemo i grib2 datoteke modela koje možete slobodno preuzimati na adresama za d01 i d02, dok se gotovi produkti u obliku karata nalaze kao i inače, ovdje i ovdje. U slučaju redistribucije podataka, već gotovih grafičkih ili onih iz grib formata u bilo kojem obliku, obavezni ste navesti MeteoAdriatic kao izvor. Za njihovu točnost i raspoloživost, kao ni vrijeme ažuriranja na serveru, ne jamčimo.

Izmjene i poboljšanja u MeteoAdriatic ARW verziji 2021: