Študija primera 4

Uporaba in primerjava meteoroloških podatkov za napovedovanje poplav

Ta primer uporabe ocenjuje integracijo DTSI-P in DestinE s primerjavo meteoroloških modelov DestinE in ARSO z dejanskimi meritvami v Sloveniji. Naša predhodna analiza primerja natančnost modelov za boljše razumevanje njihovega delovanja pri regionalnem atmosferskem napovedovanju.

DestinE – izdelek za vremensko napoved

DestinE, okrajšava za Destination Earth, je pobuda Evropske komisije, katere cilj je razvoj izjemno natančnega digitalnega modela Zemlje.

V okviru DestinE je bil razvit tudi napovedni meteorološki model, zasnovan za zagotavljanje visoko ločljivih napovedovanja atmosferskih razmer v skoraj realnem času. Ta model izboljšuje sposobnost predvidevanja ekstremnih vremenskih dogodkov, kot so močne padavine in poplave, s kombiniranjem opazovalnih podatkov z naprednimi tehnikami numeričnega napovedovanja vremena. Splošni cilj je prispevati k oblikovanju natančnih, pravočasnih in uporabnih prilagoditvenih strategij ter ukrepov za blažitev posledic, kar omogoča deležnikom, od oblikovalcev politik do operativnih služb, boljši odziv na tveganja, povezana s podnebjem.

Izdelek ARSO – vremenska napoved

Agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO) zagotavlja javno dostopne vremenske napovedi, ki temeljijo na numeričnem modelu za napoved vremena ALADIN. Te napovedi se pogosto uporabljajo v operativni meteorologiji ter zagotavljajo redne posodobitve ključnih atmosferskih razmer, vključno s temperaturo in padavinami. ALADIN (Aire Limitée Adaptation dynamique Développement InterNational) je numerični model za napoved vremena za omejeno območje, razvit v okviru evropskega konzorcija in prilagojen za regionalno napovedovanje. Na ARSO je konfiguriran tako, da zagotavlja visokoločljivostne napovedi, umerjene na specifične geografske in podnebne značilnosti Slovenije, zato predstavlja osrednjo komponento nacionalnega sistema napovedovanja v Sloveniji.

Izziv: meteorološki podatki in napovedovanje poplav

Tako ALADIN kot meteorološki model DestinE napovedujeta podobne atmosferske spremenljivke, vendar se razlikujeta v osnovnih metodologijah, prostorski ločljivosti, tehnikah asimilacije podatkov in računalniških ogrodjih. DestinE izkorišča infrastrukturo digitalnega dvojčka naslednje generacije ter združuje obsežno modeliranje Zemeljskega sistema z naprednimi zmožnostmi obdelave podatkov, medtem ko je ALADIN uveljavljen regionalni model, optimiziran za dosledno operativno uporabo.

Z natančnimi meteorološkimi napovedmi je mogoče napovedovati dogodke, kot so suše ali poplave. Meteorološka spremenljivka, ki je najbolj neposredno povezana s poplavami, so padavine (merjene v milimetrih padavin) na določenem območju. Vendar razmerje ni preprosto, saj na pojav poplav vplivajo številni dodatni dejavniki, vključno z geografskimi značilnostmi, kot so relief, mikroklima in nadmorska višina.

Primerjava različnih meteoroloških napovednih modelov

Podjetje GeoCodis je izvedlo predhodno primerjalno analizo za boljši vpogled v razumevanje natančnosti različnih meteoroloških modelov in njihovega potenciala za uporabo pri napovedovanju poplav v Sloveniji. Analiza je bila izvedena s primerjavo podatkov modelov DestinE in ALADIN z in situ meritvami meteoroloških postaj iz arhivske storitve ARSO po vsej Sloveniji. Ta pristop je omogočil oceno, kako se posamezen model v slovenskih razmerah obnese glede na referenčne podatke na terenu.

Rezultati primerjave

Izbrane ARSO postaje v Sloveniji
Izbrane postaje ARSO v Sloveniji (Esri WorldImagery)

V enomesečnem obdobju (od 18. februarja do 18. marca) in na teh 13 postajah smo primerjali dve meteorološki spremenljivki:

  • temperatura zraka na 2 metrih nad tlemi (T2m, v °C)
  • akumulirane padavine (v mm)

Za vsako postajo so bile prizemne meritve ARSO primerjane z napovedmi obeh modelov pri več časovnih predhodnicah: 12, 24, 36, 48, 60 in 72 ur.

Za temperaturo se primerjava izvede ob točnem veljavnem času (trenutna vrednost).
Za padavine se primerjava izvede z uporabo akumuliranih padavin v ustreznem časovnem oknu (npr. 24-urna akumulacija za 24-urno predhodnico), kar zagotavlja skladnost med opazovanji in napovedmi.

Kot ponazoritev, spodnja slika prikazuje primere napovednih polj, ki ustrezajo 72-urni napovedi za Slovenijo, inicializirani 18. februarja 2026 ob 00:00 UTC (veljavno 21. februarja 2026 ob 00:00 UTC). Prva vrstica prikazuje T2m in akumulirane padavine iz ARSO ALADIN, medtem ko druga vrstica prikazuje ustrezna polja iz DestinE.

72-urna napoved T2m (levo) in akumuliranih padavin (desno) za Slovenijo (ARSO ALADIN v prvi vrstici in DestinE v drugi vrstici)

Naslednji grafikoni prikazujejo primerjavo na postaji Portorož–Letališče za 24-urne napovedi v obdobju študije. Podobni grafikoni so bili pripravljeni za padavine.

Vsaka slika vsebuje tri komponente:

  • Zgornji panel: opazovanja ARSO in modelske napovedi
  • Srednji panel: napaka napovedi (napoved − opazovanje)
  • Spodnja tabela: povzetek metrik
    • Pristranskost: povprečna napaka (označuje sistematično precenjevanje/podcenjevanje)
    • MAE: povprečna absolutna napaka (povprečna velikost napak)
    • RMSE: korenska povprečna kvadratna napaka (močneje kaznuje velike napake)

V tabelah zelene celice označujejo boljšo uspešnost (nižja napaka), rdeče celice pa slabšo uspešnost.

Zaključek

Ta preliminarna enomesečna analiza zagotavlja strukturirano primerjavo podatkovnih nizov in ne popolne ocene razmer z velikim vplivom. Oba modela sta bila primerljiva pri temperaturi, medtem ko je pri padavinah DestinE na splošno presegel ALADIN, zlasti pri krajših napovednih časih. Zaradi omejenega časovnega okvira je treba te rezultate interpretirati previdno. Prihodnje delo naj razširi obdobje študije in se osredotoči na ekstremne dogodke, kot so poplave, da se ti sistemi bolje prilagodijo za oceno tveganja