Tag - Meteorologi

Läran om atmosfären

Ånga -finns det?

Av Anders Persson

Det verkar ju enkelt och självklart: is som värms upp blir till vatten, som omvandlas till ånga när temperaturen stiger till 100 grader eller mer.

Att det är något lurt blev jag uppmärksam på häromdagen när jag hörde den gamla Hasse&Tagevisan från ”Spader Madam”:

”Fast molnen är många
så är de bara ånga
som hänger för solen en liten, liten stund.…”

Men det är ju inte sant sade Meteorologen i mig: moln består av vattendroppar och, mest, iskristaller. Vattenånga går dessutom inte att se, den gasen är osynlig som syrgas och kvävgas.

Men sade folk omkring mig, i ord som börjar med ånga- (ångbåt, ångmaskin osv) syftar ordet inte bara på att de drivs av den osynliga gasen vattenånga utan också att man kan se hur ångan strömmar upp och ut ur systemet. Och när vi talar om ”ångbad” tänker vi då inte på något dimmigt?

Jo, försvarade jag mig med, men denna ”dimma” är, liksom dimman ute i naturen, en massa vattendroppar som flyter i luften.

Debatten fick lite fast mark under fötterna när vi drog oss till minnes att i engelskan finns det två ord, ”steam” och ”vapour” som båda betyder ånga, den förra ”synlig ångrök”, den senare det meteorologiskt-fysikaliskt korrekta ”ånga”, i t.ex. ”water vapour”.

Finskan verkar, liksom svenskan, bara ha ett ord ”höyry” liksom franskan med ”vapeur”. Men tyskan har två, ”Dampf” för den osynliga vattenångan och ”Schwaden” för  ”ångmoln”.

Så ska vi göra samma distinktion i svenskan, t.ex. att använda det gamla ordet ”imma” i större utsträckning? Fast det sabbar ju Hasse&Tages visa:

”Fast molnen är många
så är de bara imma…”

/Anders


				
	

Tredje veckoprognosen, så blev det i verkligheten

Av Martin Hedberg

Här kommer nu facit till den veckoprognos för temperatur i Stockholm som jag gjorde för en vecka sedan.

Temperaturuppföljning (Bromma flygplats) av den tredje veckoprognosen.

Som synes så gick det tidvis bra, men inte riktigt lika bra som i de två första exemplen (mellandagarna och vecka 2). Men det visar också att det inte på något sätt är självklart att göra prognoser. Kriteriet var att 85% av observationerna skulle ligga inom det grå fältet (det blev 70%). Å andra sidan var det 100% i försök nr två.

I de här exemplen har jag gjort en prognos i veckan och sedan följt upp den. I skarp drift skulle vi givetvis inte bara gör en prognos i veckan, utan uppdatera liggande prognos kontinuerligt. Nu gjorde jag det i texten och en hel del av missarna i den ursprungliga prognosen hade vi kunnat parera i förväg.

Men väder är inte bara temperatur. Nu kommer frågorna kring hur man skulle kunna presentera andra parametrar som tex molnighet, regn/snö, åska, vindhastighet och vindstyrka.

Vi behöver lösa det för två olika ”case”, dels när man har någon form av tidslinje. Antingen det är ett diagram eller vanligt ”ikonväder”. I bägge fallen representeras tiden av x-axeln, ungefär som vi läser text.

Det andra caset gäller kartor. De är yttäckande, men visar (oftast) bara en situation vid en given tidpunkt.

Notera att det inte bara handlar om att ange en väderprognos. Vi vill ange ett sannolikt intervall inom vilket vädret kommer att vara. Ungefär som det grå fältet i exemplen med temperatur. Men hur gör man det för nederbörd, vindar eller moln/sol?

/Martin

Behövs meteorologer?

Av Anders Persson

Eftersom det sedan 1960 hetat ”att om 5-10 år behövs det inga meteorologer” har utbildningen eftersatts. Varför kasta ut pengar på människor som snart inte behövs? Undantaget har gällt de meteorologer som bygger upp datamaskinssystem, de är mycket kvalificerade för det jobbet.

Men nu börjar det stå klart, åtminstone utanför Sverige (USA, Frankrike och Storbritannien), att meteorologen i datorns tidevarv, både behövs och behöver mer utbildning.

1991 kom jag till ECMWF för att rutinmässigt finna ut orsakerna till dåliga prognoser. Då gällde det verkligen att förstå hur atmosfären fungerar, inte bara bli godkänd i olika tentamina. Samtidigt blev jag engagerad av Nationalencyklopedin för att skriva om meteorologi.

Det visade sig då att mycket av det jag lärt mig under utbildningen var fel, vilseledande eller ofullständigt. Kontakter med kollegor ute i Europa och världen visade att de var lika illa informerade. Så jag fick helt enkelt börja utbilda mig själv.

En del av vad jag anser viktigt att kunna när det gäller att använda datorprognoser finner ni i ECMWF:s User Guide http://www.ecmwf.int/products/forecasts/guide/  eller i intervjun på sidorna 8-12 på http://www.ecmwf.int/publications/newsletters/pdf/129.pdf

Meteorologer behövs, men det är viktigt att de har bra kunskap och är skickliga i sitt yrke.

/Anders

PS. Underskattning av extremer när det gäller tex temperaturer behöver inte bara beror på systematiska fel hos modellerna utan också på osystematiska, hur underligt det än kan låta. Jag tänker på ”regression to the mean” som jag skrivit om tidigare. Dvs, om det är -21 grader och prognosen är fel med typiska 7 grader, är det mycket troligare att prognosen varit -14 grader än – 28 grader. Omvänt om -21 är prognostiserat är det troligare att den verkliga temperaturen är mildare än ännu kallare, vilket ju vore snudd på rekord. DS.

Uppföljningen av tredje prognosen

Av Martin Hedberg

Det är nu bara två dygn kvar av den tredje veckoprognosen. Den startade ju inte lika bra som de två första, men återhämtade sig. På det hela taget är den dock inte lika stark som de två första.

Uppföljning av söndagens temperaturprognos för Bromma/Stockholm.

Det är intressant att notera att vissa såväl abolutvärden som trender som verkligheten uppvisat finns på dygn 3, 4, 5 och 6 (tisdag-fredag). Detta trots att prognosen inte återskapade verkligheten alls lika bra under dygn 2 och 3 (måndag och halva tisdag). (Modelldata var från lördag vilket jag därför anger som dygn 0.)

Verkligheten valde uppenbarligen case två, den lila linjen, dvs en kallare utveckling från fredagen. Detta representerades av den operationella modellen i min ursprungliga prognos. Men medelvärdet och medianen av samtliga modeller representerades av den vita linjen.

Temperaturen kommer troligen under söndagen att åter stiga, dvs släppa den lila linjen.

Skall man se på kriteriet att 85% av verkligheten skulle vara inom det grå fältet så gick det inte riktigt. Av de 56 tretimmarssteg som finns på en vecka så skulle 48 observationer behöva vara inom det grå fältet. Det kommer att bli färre. Det visade sig denna vecka var knepigare att göra prognoser för än de två förra försöken.

/Martin

Prognosen återhämtar sig

Av Martin Hedberg

Notera att prognosen neda gjordes i söndag med utgångsdata data från lördagen. Nedan visas uppföljningen av experimentet med temperaturprognos för Stockholm gällande måndag-söndag.

Temperaturen fram till och med onsdagen visar att prognosen återhämtar sig efter den svaga inledningen. Observationerna följer prognosen.

Uppföljning av temperaturen för Bromma/Stockholm fram tom onsdagen.

Som det ser ut i dag så kommer den fortsatta utvecklingen troligen att följa prognosen relativt väl i alla fall fram till och med lördag.

På fredag lunch kommer troligen temperaturen att växla över från den vita linjen till den lila.

Det som är utmärkande med detta, det tredje experimentet till skillnad från de två första, är att detta missade prognsodygn två med fem grader för att därefter ”hitta tillbaka”.

Som Anders Persson sade i en kommentar: Är det möjligt att prognosmodellerna efter en svag start kan återfå stabiliteten och förmågan att återskapa verkligheten?

/Martin

Svag inledning av veckoprognosen

Av Martin Hedberg

Som konstaterades i kommentarer redan i går morse så var det inte precis någon drömstart av veckoprognosen jag lade upp i söndags. Söndagstemperaturerna fungerade bra. Prognosen började egentligen redan under söndagen, men jag klippte dem så att prognosen startade på måndag morgon. Men redan under de tidiga måndagstimmarna så gjorde temperaturen ett skutt som det inte fanns antydan till i prognosen.

Inledningen av uppföljningen till veckoprognosen för temperaturen i Bromma.

De andra parametrarna, tex nederbörden som skulle dra in över Götaland och Svealand, har dock följts mer planenligt.

Nu återstår att se om temperaturen kan hitta in ”på rätt spår”. Man vill ju gärna säga så eftersom verkligheten uppenbarar sig efter prognosen. Men rättare sagt är: ”Nu återstår att se om prognosen, trots en svag inledning, kan hitta tillbaka till verkligheten”.

Det är en väl inarbetad ”sanning” att en prognos inte kan bli bra senare om man inte får till det i inledningen. Men som Anders påpekade i en kommentar så kan den avvikelsen driva iväg till ett annat geografiskt område.

Det är bara att hoppas att det felaktiga området var begränsat och att modellerna har fångat initialtillståndet tillräckligt bra i övriga områden för att prognosen skall kunna repa sig.

Skulle jag misströsta lite över dessa förhoppningar så är det för att även prognoserna under senare delen av söndagen och måndagens prognoser visade sig vara konsistenta med felet som låg till grund för min presenterade prognos.

Å andra sidan så har de prognoserna även stöttat utvecklingen som jag tecknat från tisdag lunch och framåt, dvs upp till ca -1,5, därefter sakta sjunkande kommande dagar.

Om vi klarar den passagen så kommer nästa vägskäl, bokstavligt talat, tidigt på fredag: Blir det kallare eller lite mildare över helgen?

Fortsättning följer.

/Martin

Summering av veckoprognosen

Av Martin Hedberg

Så här gick det med prognosen jag gjorde förra söndagen. Vit linje är min prognos för temperaturen i Stockholm. Den bilden presenterade jag i en artikel den 6 januari.

Därefter har jag, allteftersom dagarna förflutit, fyllt på med uppgifter om vad temperaturen blev i verkligheten. Det är det svarta cirklarna vilka markerar temperaturen observerad på Bromma flygplats (en officiell väderstation som ingår i SMHI:s nät). Observationerna kommer i steg om tre timmar kl 01, 04, 07 osv (00, 03, 06… UTC). En observation, fredag 12 UTC, saknas.

Uppföljning av prognosen som gjordes för en vecka sedan. Vit linje är prognosen för temperaturen i Stockholm. Gråt fält en sannolikhetsuppskattning för 85%. Svarta cirklar är observerade temperaturer på Bromma flygplats.

Jag sade vidare att det i början av veckan skulle komma regn i södra Sverige samt mer snö i norra. Vidare sade jag att det skulle kunna komma in mildare luft över Norrland till nästa (dvs denna) helg.

Mildluften slog inte igenom hela inversionen över Norrland, men tex Katterjåkk hade i går (lördag 12 januari) -0,2 grader, vilket speglar mildluften givet att det är januari.

Det grå fältet i bilden markerar ett osäkerhetsintervall. Det går nämligen inte att göra en exakt prognos. Man får istället sträva efter att fånga in olika intervall där prognosen är sannolik. När jag gjorde prognosen satte jag kriteriet att 85% av observationerna skulle falla inom det grå fältet. (Så här i efterhand kan man konstatera att vid just denna prognos hade jag kunna ”tajta till” fältet lite.)

Som ni ser i min prognos så var lade jag in lite större osäkerhet/svängrum för prognosen från tisdag kväll till torsdag lunch. Det hade med den vädersituationen under den passagen att göra. Det var också här som verkligheten avvek som mest från min prognos.

Att jag vidgade 85%-spannet mot slutet av prognosperioden hänger mer samman med att de punkterna låg långt fram i tiden än själva väderläget vid den tidpunkten.

Det var dock riktigt trevligt att se hur verkligheten ”fångades upp” av prognosen på torsdag kväll och hur det höll i sig hela vägen fram till lördag 21 UTC.

Diskussion: Som vanlig konsument av väderprognoser så är man, precis som de flesta meteorologer, skolad i att få/ge en prognos. Det skall vara den bästa tänkbara som skall efterlikna verkligheten. Tanken är väl god, något i stil med: ”Det finns bara en verklighet och därför levererar vi bara en prognos.”

Men innan verkligheten har inträffat så finns det en mängd situationer som kan uppstå. Framtiden är inte bestämd på förhand. Det är därför mer relevant att resonera i termer av sannolika händelser, eller sannolikheter för att det ena eller andra skall/inte skall inträffa.

”Prognosen” borde i det fallet vara det grå fältet i min graf ovan. Den vita linjen skulle då vara en koncentrerad variant av det grå fältet (och den behöver som synes inte ligga mitt i det grå fältet).

En annan sak som jag förstår at många uppskatta med mitt experiment är uppföljningen, dvs att validera prognosen mot verkligheten. ”Hur blev det egentligen?”

Det går ju bra att göra det om man bara gör en prognos i veckan för en plats, men hur skall man göra det när vi uppdaterar prognoserna flera gånger per dygn? Och hur gör man det för yttäckande prognoser (kartor)? Väldigt många prognoser presenteras som ”ikonväder”. Det blir mycket siffror att hålla rätt på om man skall följa upp dem. Och hur gör vi med alla andra väderparametrar som nederbörd, vindar (som dessutom är vektorer), molnighet osv?

Frågan vi landar i är hur man skall presentera och kommunicera väderprognoser när det finns så mycket invanda metoder som dock inte är lämpliga för att fånga/presentera den mer relevanta informationen som handlar om sannolikheter. Jag har givetvis en del tankar kring det, men/och är nyfiken på era reflektioner.

/Martin

Uppföljning del 3

Av Martin Hedberg

Här kommer en liten uppföljning på prognosen jag gjorde i söndags. Vi ligger ju nu nära upploppet av veckoprognosen och folk undrar förstås hur prognosen presterat hittills.

Uppföljning av Martins prognos, utfärdad i söndags, för temperaturen i Stockholm. Vit linje är prognosen, svarta cirklar är observationer av temperaturen från Bromma flygplats (var tredje timme).

Först avvikelserna: Jag trodde att det skulle bli ner till -2,5 på natten mellan tisdag och onsdag, men det blev aldrig kallare än -1,3. På torsdagen var det lite tvärtom, jag trodde att temperaturen skulle hålla sig kring -0,5, men det blev -2,5.

I övrigt har felet i min prognos över temperaturen varit mindre än en grad, under många timmar ligger observationen mer eller mindre exakt på prognosen.

Vad kan man förvänta sig av prognoser? Jo ibland så finner man kommentarer (såväl av journalister som allmänhet) att prognoserna missar verkligheten med fem eller tio grader ett par dagar fram. Beakta det när ni funderar på hur bra eller dålig mina två exempelprognoser har varit/är.

Det är inte så att jag missat med tio grader. Oftast ligger prognosen ovan inom ett par tiodelar av en grad, aldrig mer än två grader. Och det på en prognos som ligger fast sedan flera dagar tillbaka. Den är inte uppdaterad eller justerad för nya inkommande data.

Jag ville göra denna typ av prognos för att live visa att man kan göra ganska bra prognoser. Och själva poängen är att göra det live. Jag har ju då ingen möjlighet att välja ut ”rätt” prognos för att visa min tes.

Jag har i och för sig fått kommentarer om att jag har väljer rätt tillfälle att göra dessa prognoser, dvs tillfällen när det skulle vara lättare att göra prognoser.

Men det är väl minst lika viktigt och fascinerande: På något sätt (kunskap, bra verktyg eller intuition?) kan jag, i förväg, känna till om/när det går att göra träffsäkra prognoser! Det är ett rätt så starkt kort.

Jag valde ett tillfälle när jag var säker på veckoprognosen (i mellandagarna) och ett tillfälle (detta) nar jag hade lite större felmarginaler.

På söndag får vi reda på hur det går i finalen av den veckolånga prognosen.

/Martin

Uppföljning del 2

Av Martin Hedberg

Det var mer moln över Stockholm i natt än vad jag tänkte mig i söndags. Det gjorde att temperaturen inte sjönk så mycket under natten som prognosen (från i söndags) förkunnade.

Så här ser uppföljningen ut av prognosen jag gjorde i söndags:

Uppföljning av temperaturen på Bromma flygplats jämfört med prognosen för Stockholm.

Notera att den vita linjen alltså representerar en temperaturutveckling som jag ritade i söndags. Cirklarna är hur verkligheten utvecklade sig.

Dagens prognos för Stockholm säger att temperaturen skall vara omkring -1, dvs ungefär som jag sade i söndags.

Under torsdagen skall temperaturen falla någon grad, även det i linje med söndagens prognos.

/Martin

Uppföljning av temperaturen…

Av Martin Hedberg

Jag gjorde ju i söndags en veckoprognos på temperaturen i Stockholm. Jag tänkte att det var dags att presentera ett litet delresultat av hur det gått hittills. Man kanske skall passa på medan verkligheten fortfarande följer prognosen. 😉

Uppföljning fram till tisdag 8 januari kl 07 av söndagens prognos på temperaturen Stockholm.

Det ser väl hyfsat ut så här långt. Och min fortsatt prognos är att det från och med idag sakta blir lite kallare. Man behöver dock inte förbereda sig för mycket mer än normal vinterkyla. Ungeför som det brukar vara i januari.

Uppdatering kl 09.58: Någon kanske tänker att jag gör det i sista stund innan temperaturerna brakar utanför intervallet. Temperaturen klockan 07 idag var onekligen på gränsen. Om några minuter kommer nästa observation…

/Martin