The making of: een weersverwachting

De zon schijnt nog, maar het licht verandert al. Een bui nadert. Aan de rand van het open veld bevindt zich een vierkante afzetting. Een hekwerk met aan de binnenzijde allerlei meteorologische apparatuur. Dit meetveld is onderdeel van duizenden meetvelden. De bui arriveert. De eerste druppels vallen in de regenmeter. Deze druppels zijn hiermee onderdeel geworden van het zeer complexe proces van het maken van een weersverwachting.

Als weerbedrijf willen we onze klanten de betrouwbaarste verwachtingen bieden, uiteraard. Aan de basis van alle weerprognoses die we uitgeven, staat een keten van informatieverwerking en -bewerking. Onze toegevoegde waarde zit vooral in de uitgebalanceerde modelcombinaties én de continue automatische kwaliteitschecks om waarnemingen en modeldata zo goed mogelijk met elkaar in lijn te brengen.

Deze verbeteringsslagen op ruwe modeldata zorgen ervoor dat onze verwachtingen van een zo hoog mogelijke kwaliteit zijn. Daarvoor zijn vele collega’s dagelijks aan het werk; meteorologen, programmeurs, data-specialisten en IT’ers. Aangezien het maken van weersverwachtingen onze kernactiviteit is, laten we graag zien hoe dit proces in elkaar steekt. We nemen u mee op een rondleiding; van observaties en modellen, via miljoenen vergelijkingen, tot de laatste bewerkingsronde in de weerkamer.

Input
Alle weersverwachtingen beginnen bij waarnemingen. Correcte observaties zijn misschien wel het belangrijkste in het hele proces. Ze zijn niet alleen nodig als startpunt, maar ook essentieel voor last minute updates en waarschuwingen, voor correcties op onze statistische bewerkingen en uiteindelijk ook voor validatie en verificatie om onze werkwijze almaar verder te verbeteren. Er zijn bijna 20.000 professionele weerstations op de wereld. Elk uur geven deze hun data door. De regendruppel die in een officiële regenmeter valt, zal dus binnen een uur als officiële observatie worden doorgegeven. Vervolgens duurt het slechts enkele minuten voordat deze observatie in onze datasystemen arriveert. Vanaf dat moment doet deze meting bij ons mee om tot een zo goed mogelijke verwachting te komen.

Naast observatiedata kopen wij diverse modeldata in. Dit zijn zogeheten numerieke weermodellen waarin de diverse natuurkundige processen van de atmosfeer worden doorgerekend vanaf een bepaalde beginsituatie. Het beginmoment wordt vastgelegd in een luchtdruksituatie met alle daarbij behorende weerelementen. Denk aan bewolking, neerslag, temperaturen, dauwpunten, zonuren, wind, golfhoogte, et cetera. Het zijn heel veel gegevens die vervolgens door die modellen worden doorgerekend in de tijd, tot wel twee weken vooruit. MeteoGroup koopt drie verschillende rekenmodellen in, om in een mix daarvan tot het beste resultaat te komen. We werken met het Europese model (ECMWF), het Amerikaanse NCEP model en het UKMO-model van de Britse MetOffice. Omdat we na jarenlange inzet weten op welke elementen elk model afzonderlijk goed en minder goed scoort, zetten we deze drie modellen bij elk te berekenen weerelement in een bepaalde weging in.

Nabewerking door innovatiekracht
De belangrijkste slagen waardoor wij tot onze specifieke verwachtingen komen, zijn de bewerkingen die we maken op de ingekochte informatie. Ons gespecialiseerd ‘Weather Systems team’ is verantwoordelijk voor een bulk aan algoritmes die wordt gelegd over alle informatie vanuit de modellen. Het zijn correcties op de vrij grofschalige modeluitvoer en er wordt daardoor gecorrigeerd voor lokale effecten. Deze nabewerking vormt het hart van onze kwalitatief hoogstaande verwachtingen. Het gaat hier om de MOS; Model Output Statistics.

De MOS, ook wel Multimodel MOS, is niet voor niets het paradepaardje van MeteoGroup. We corrigeren hiermee voor lokale invloeden en komen daardoor dichter bij de werkelijkheid uit. De MOS neemt doorlopend twee jaar historie mee en vergelijkt daarbij de lokale waarnemingen met de uitgebrachte modelinformatie. Daaruit komen veel voorkomende fouten naar voren, doordat elke plek zijn eigen precieze locatiekenmerken heeft die niet exact in een grofschalig model zijn terug te vinden. De MOS trekt die afwijking recht en zorgt ervoor dat voor die locatie de juiste weging én correcties worden gemaakt op de drie hoofdmodellen. Elke MOS-observatieplek krijgt dus exact zijn eigen MOS-verwachting.

Het parkje met het waarnemingsstation uit de inleiding ligt bijvoorbeeld op de flank van een heuvel. De rekenmodellen rekenen niet met de exacte hoogte, maar komen met een grofmazig netwerk van hoogtelijnen alsof dit weerstation in een getrapt terrassenlandschap te vinden is. De rekenmodellen hebben evenmin het bospartijtje aan de noordzijde als invoer, die een noordelijke wind minder makkelijk laat doordringen. De MOS heeft deze informatie in de loop der tijd wél gekregen doordat waarnemingen en modelverwachtingen op bepaalde punten uit elkaar liepen. De MOS weet hiervoor ‘uit ervaring’ te corrigeren. Hetzelfde geldt voor een weerstation dat geleidelijk is ingebouwd door stadsuitbreidingen en dat daardoor in het zomerseizoen veelal een maximumtemperatuur heeft die 0,8 gaden hoger ligt dan de mix aan modellen berekent.

Deze continue nabewerking op de modelverwachtingen, gebaseerd op observatiepunten, leidt tot de duizelingwekkende hoeveelheid van zo’n 50 miljoen vergelijkingen die per uur worden uitgerekend. Daar komt nog bovenop dat we de MOS-verwachtingen op alle observatieplekken kunnen doorrekenen naar verwachtingen voor élke gewenste locatie, via een algoritme dat we zelf ontwikkeld hebben. Dit algoritme is gebaseerd op meteorologische expertise, vuistregels en geografische informatie van een hoge resolutie (zoals een hoogtekaart). Daarnaast berekenen we uit de MOS weerparameters, zoals temperatuur, windsnelheid, bewolking en neerslag, ook een aanzienlijke hoeveelheid afgeleide weerparameters. Kortom, de rekencapaciteit is enorm. En uiteraard wordt er voortdurend gewerkt aan het verbeteren van al deze vergelijkingen.

Weerkamer voor finale correctie
De meteorologen van dienst zorgen voor de finishing touch als het gaat om de uiteindelijk uit te brengen weerprognoses. Zij hebben uiteraard de beschikking over alle MOS-data. In een systeem dat de MeteoBase wordt genoemd, kunnen de hoofdmeteorologen aanpassingen doen op de MOS. De meteoroloog is niet de enige die nog invloed heeft op de MOS. De actuele waarnemingen, radar- en satellietbeelden draaien daar ook in mee. Zo wordt ervoor gezorgd dat bijvoorbeeld de bewolkings- en neerslagverwachting doorlopend in lijn blijven met de actualiteit.

De expertise van de meteoroloog is bij MeteoGroup van grote toegevoegde waarde. Met jarenlange ervaring bij ontelbare weersituaties is er veel kennis en inzicht aanwezig, waardoor de verwachting nét weer dat tandje beter wordt. Bovendien helpt de meteoloog de klant met een correcte interpretatie van alle informatie.

Wat voor wijzigingen kan de meteoroloog eigenlijk nog uitvoeren? Stel, de meteoroloog voorvoelt dat de maximumtemperatuur door de vele buien wat lager zal gaan uitkomen. Hij of zij zal deze wijzigingen invoeren in de MeteoBase. Klaar? Nee, dit is geenszins het einde van het proces. De MOS blijft alert. De MOS kijkt namelijk of de veranderingen die de meteoroloog aanbrengt de goede kant op gaan, op het eerstvolgende hele uur. Is dat het geval, dan zal de MOS meegaan in de wijziging. Is dat niet het geval, dan zal de MOS de wijziging van de meteoroloog terugdraaien.

Zo zijn we als weerbedrijf continu bezig om de beste verwachtingen uit te geven. Om onze naam hoog te houden voeren we natuurlijk kwaliteitscontroles uit om ook aan onze klanten te kunnen laten zien hoe goed we presteren.

Bron: MeteoGroup

Gerelateerde berichten:

• Geslaagde mega-update slijpt verwachtingen bij (26/11/18 11:16)
• Buys Ballot na 200 jaar nog springlevend (05/10/17 00:00)
• 200e geboortedag van Buys Ballot (09/10/17 00:00)
• Beamer als koplamp tovert regendruppels weg (05/07/12 11:57)
• De 1.000.000 druppels van Asito (19/08/10 15:16)

Reacties:

Er zijn nog geen reacties op dit bericht.