Nauka · B+R · Innowacja

Nauka, która zamienia pogodę w mierzalną gotowość.

Nasze badania skupiają się na trzech pytaniach: jak przetwarzać dane pogodowe bez utraty źródła, jak przyspieszyć przygotowanie na katastrofy pogodowe i jak mierzyć ryzyko w zmieniającym się klimacie.

  • 7nazwane instytucje źródłowe: ECMWF, NOAA, DWD, AEMET, Météo-France, EUMETSAT, Copernicus
  • T+6 … T+48kroki wyprzedzenia w projekcie weryfikacji
  • 5376próbki w 14-dniowej macierzy weryfikacji (projekt)
  • 9zdolności z publicznym statusem dojrzałości
Zdjęcie: Pixabay / Pexels

Cele

Trzy obszary, cele mierzalne.

Przy każdym celu podajemy, jak będzie mierzony postęp.

01 · Przetwarzanie danych

Każda liczba możliwa do prześledzenia do źródła.

Przetwarzanie wieloźródłowych danych meteorologicznych z zachowaniem znaczenia i pochodzenia.

  • Każde wejście jest przechowywane z instytucją, produktem, czasem przebiegu i tożsamością treści
  • Niespójne źródła nie są po cichu mieszane ani przepróbkowywane
  • Produkt niesprawdzony wobec rzeczywistych obserwacji nigdy nie jest nazywany „zweryfikowanym”

Kryterium · odsetek wyników bez zapisu źródła · otwarte raporty weryfikacji

02 · Klęski żywiołowe

Skracanie czasu od ostrzeżenia do działania.

Powodzie i powodzie błyskawiczne, burze, silny wiatr, fale upałów, śnieg i lód, zdarzenia wybrzeża.

  • Uczynić mierzalnym łańcuch ostrzeżenie urzędowe → świadomość → potwierdzenie → gotowość
  • Przećwiczyć rzeczywiste zdarzenie wcześniej, na scenariuszach
  • Połączyć naukę po działaniu z kolejnym przeglądem progu

Kryterium · czas od ostrzeżenia do pierwszego działania przygotowawczego · w zapisach ćwiczeń i zdarzeń

03 · Zmiana klimatu i adaptacja

Uwzględnianie przesuwających się progów.

Przekładanie zmiany w skali klimatu na język lokalnych progów operacyjnych.

  • Śledzić, jak często przekraczane są lokalne progi — dni gorące, godziny intensywnego opadu, noce z przymrozkiem — na danych reanalizy
  • Wytwarzać wejścia do planów adaptacji gminnych i sektorowych
  • Oddzielać decyzje w skali klimatu od decyzji w skali pogody

Kryterium · trendy częstości lokalnych progów · decyzje, które stają się planami adaptacji

Model naukowy

Wspólny rdzeń. Znaczenie właściwe dla działalności.

Informacja o pogodzie to tylko początek. Model ma cztery warstwy: każda dziedziczy wynik poprzedniej razem z pochodzeniem i żadna warstwa nie zmienia po cichu dowodów, które przyszły wcześniej.

Obliczenia, reguły i język: każde ma swoją rolę

Model numeryczny

liczy

Wytwarza wartości, zakresy i miary weryfikacji dla punktu z pól prognozy.

Każda liczba na ekranie pochodzi tylko stąd.

Silnik reguł

stosuje

Stosuje ustawione progi i reguły pakietu sektorowego w sposób deterministyczny.

Każde wyzwolenie pokazuje, która reguła zadziałała i z jaką wartością.

Model językowy

wyjaśnia

Tłumaczy wynik na język pracy i pisze tekst odprawy oraz listy kontrolnej.

Wyjaśnia. Liczby i progi pochodzą z wcześniejszych warstw.

Publiczna architektura naukowa

  1. 01

    Przetwarzanie źródeł

    Pola prognozy, ostrzeżenia urzędowe, obserwacje stacji i produkty satelitarne są przyjmowane z nazwą, czasem i tożsamością treści.

    Dowody źródłoweWeryfikacja

    Dowody
  2. 02

    Lokalny model probabilistyczny

    Dowody wielu modeli dla punktu są uporządkowane według czasu wyprzedzenia. Zakres modeli jest pokazywany otwarcie; kalibracja przychodzi dopiero po weryfikacji.

    Zagrożenie

    Niepewność
  3. 03

    Model wpływu

    Ustawione progi i ekspozycja spotykają dowody pogodowe: która praca, o której godzinie, jak bardzo może być dotknięta.

    EkspozycjaWpływRyzykoCzas

    Wpływ
  4. 04

    Decyzja i dowody

    Zalecenie, lista kontrolna, zapis decyzji i ćwiczenie. Każdy krok można prześledzić do źródła.

    PrzygotowanieDziałanieWynikUczenie się

    Decyzja

Otwarcie wyjaśniamy, jak działają warstwy. Kalibracja progów, reguły sektorowe i kolejność łączenia danych pozostają częścią produktu.

Publiczne zasady naukowe

Siedem reguł, których przestrzega każda warstwa.

Jak utrzymuje się zaufanie
  1. 01

    Źródło pozostaje źródłem.

    Rekord dostawcy nigdy nie jest przemianowywany na rekord MetOry.

  2. 02

    Brak pozostaje brakiem.

    Brakująca wartość zostaje brakiem; nigdy nie staje się „brakiem opadu” ani „niskim ryzykiem”.

  3. 03

    Zgodność jest pokazywana jako zakres.

    Podobne wyniki modeli nigdy nie są przedstawiane jako prawdopodobieństwo.

  4. 04

    Nasilenie i pewność pozostają rozdzielone.

    Siła zdarzenia nic nie mówi o tym, jak pewny jest wynik.

  5. 05

    Oficjalne ostrzeżenia pozostają osobno.

    Ostrzeżenie instytucji wydającej zachowuje własny tor; wynik MetOry nigdy nie zajmuje jego miejsca.

  6. 06

    Bez cichego scalania danych.

    Źródła łączy się tylko według udokumentowanych reguł, a połączenie zostaje widoczne.

  7. 07

    Bez publicznego twierdzenia bez dowodów.

    Zdolność jest opisywana na etapie, który wspierają opublikowane dowody.

Analiza numeryczna

Prognoza spotyka obserwację.

Weryfikacja jest robiona na własnej siatce prognozy i w dokładnym czasie ważności. Definicja błędu, miary i reguła dopasowania są publiczne: osoba z uczelni powinna móc odtworzyć ten sam wynik.

Próbkowanie punktowe

Wartość jest brana z własnej siatki modelu, a metoda próbkowania jest zapisywana. Żadna korekta wysokości nie jest stosowana po cichu.

Kroki wyprzedzenia

Ten sam czas ważności jest oglądany z przebiegów T+6, T+12, T+24 i T+48, więc widać, jak sprawność prognozy zmienia się z czasem wyprzedzenia.

Wyrównanie czasu

Prognoza i obserwacja są dopasowywane w dokładnym czasie ważności. Niedopasowane próbki są pomijane, z zapisanym powodem.

Niepewność

Rozrzut między modelami jest pokazywany otwarcie, nigdy jako prawdopodobieństwo.

Miary

Błąd średni, średni błąd bezwzględny i błąd średniokwadratowy, według wyprzedzenia, stacji i modelu. Brakujące dane pozostają brakujące.

Bez rankingu

Modele są szeregowane dopiero po zakończeniu i publikacji kampanii weryfikacyjnej.

Definicje błędu i miar

e = F − O
prognoza minus obserwacja
Obciążenie = (1/n) Σ e
błąd średni
MAE = (1/n) Σ |e|
średni błąd bezwzględny
RMSE = √[(1/n) Σ e²]
pierwiastek błędu średniokwadratowego

Temperatury są przetwarzane w kelwinach. Obserwacje pochodzą z oficjalnych krajowych sieci stacji: AEMET w Hiszpanii, Météo-France we Francji.

Kampania weryfikacji · temperatura powietrza na 2 m

8stacje4czasy wyprzedzenia3modele56przebiegi

5376oczekiwane próbki · 14 dni

Kampania korzysta z wybranych stacji i nie reprezentuje całego kraju. Wyniki opublikujemy po jej zakończeniu.

Weryfikacja i dojrzałość

Stan jest podawany wprost.

Każda zdolność naukowa stoi na jednym z pięciu kroków. Krok jest osiągany tylko wtedy, gdy jego dowody są opublikowane. Żadna zdolność nie jest dziś na kroku „w produkcji”.

Źródło: publiczny manifest zdolności

Dojrzałość zdolności naukowych, z publicznego manifestu zdolności
Zdolność1Kod obecny2Zweryfikowane lokalnie3Zweryfikowane ze źródłem na żywo4Skalibrowane5W produkcji
Temperatura powietrza na 2 mZmienna standardowa · kelwinBieżący etap: Zweryfikowane ze źródłem na żywoosiągniętyosiągniętybieżący etapnieosiągniętynieosiągnięty
Dopasowanie prognozy i obserwacjiTylko temperatura powietrza na 2 mBieżący etap: Zweryfikowane ze źródłem na żywoosiągniętyosiągniętybieżący etapnieosiągniętynieosiągnięty
Miary weryfikacji temperaturyObciążenie, MAE i RMSE · 2 mBieżący etap: Zweryfikowane lokalnieosiągniętybieżący etapnieosiągniętynieosiągniętynieosiągnięty
Dowody silnego opaduNieskalibrowaneBieżący etap: Zweryfikowane ze źródłem na żywoosiągniętyosiągniętybieżący etapnieosiągniętynieosiągnięty
Dowody zagrożenia wiatremNieskalibrowaneBieżący etap: Zweryfikowane ze źródłem na żywoosiągniętyosiągniętybieżący etapnieosiągniętynieosiągnięty
Silnik ufnościBrak punktowanej ufnościBieżący etap: Kod obecnybieżący etapnieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągnięty
Model ryzyka wpływuNieopublikowaneBieżący etap: Kod obecnybieżący etapnieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągnięty
PowódźDowody zagrożeniaBieżący etap: W przygotowaniunieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągnięty
Anomalia klimatologicznaPotrzebne do celu klimatycznegoBieżący etap: W przygotowaniunieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągniętynieosiągnięty

Prognozy, źródła i oficjalne ostrzeżenia są pokazywane osobno. Łączne wskaźniki prawdopodobieństwa, pewności i wpływu są w przygotowaniu.

Obszary badań

Każdy status pokazuje bieżący etap prac.

  • Łączność ostrzeżeń urzędowychNa żywo
  • Pochodzenie źródłaNa żywo
  • Weryfikacja prognozyW walidacji
  • Badania prospektywnej sprawności odniesieniaW walidacji
  • Modelowanie wpływu operacyjnegoW rozwoju
  • Badania kalibracjiW badaniach
  • Uczenie się z wynikuPlanowane

Badania gotowości

Od ostrzeżenia do gotowości

Ostrzeżenia urzędowe pozostają wiążące. Wyniki przygotowania i zaleceń MetOry to wsparcie decyzji. Oba tory biegną równolegle i nigdy się nie scalają.

Tor 1

Ostrzeżenie urzędowe — wiążące

Wydawane przez instytucję krajową i pokazywane bez zmian, z podaniem źródła.

Tor 2

Przygotowanie / zalecenie MetOry — wsparcie decyzji

Osobna interpretacja dla Twojej działalności, obok oficjalnych ostrzeżeń.

  1. 1

    Wykryć

    Dowody pogodowe albo ostrzeżenie urzędowe stają się istotne.

  2. 2

    Dotrzeć

    Informacja dociera do odpowiedzialnej osoby lub zespołu.

  3. 3

    Potwierdzić

    Odbiór i świadomość mogą być zapisane.

  4. 4

    Ocenić

    Znaczenie operacyjne jest przeglądane w kontekście.

  5. 5

    Przygotować

    Kroki przygotowania są przeglądane, przydzielane i śledzone.

  6. 6

    Ćwiczenie / działanie

    Ćwiczenie, działanie przygotowawcze albo rzeczywista odpowiedź mogą być zapisane.

  7. 7

    Przegląd

    Wynik i wnioski są zapisywane na kolejny raz.

Ślad dowodów gotowości

Organizacje mogą rejestrować ścieżkę: ostrzeżenie, doręczenie, potwierdzenie, przydział, działanie, ćwiczenie i przegląd. Niektóre etapy są jeszcze w przygotowaniu.

  • Ostrzeżenie odebraneNa żywo
  • Powiadomienie dostarczoneW rozwoju
  • Ostrzeżenie wyświetloneW rozwoju
  • Ostrzeżenie potwierdzoneW rozwoju
  • Przydzielono osobę lub zespół odpowiedzialnyW rozwoju
  • Rozpoczęto przygotowanieW badaniach
  • Ukończono przygotowanieW badaniach
  • Ukończono ćwiczeniePlanowane
  • Przejrzano wynikPlanowane
SYNTETYCZNE / PRZYKŁAD

Ćwiczenie: ostrzeżenie o silnym deszczu w obiekcie logistycznym

Przykładowy scenariusz z wartościami poglądowymi.

  1. 01Ostrzeżenie o silnym deszczu
  2. 02Obiekt logistyczny
  3. 03Kontrola odwodnienia
  4. 04Ochrona towaru na zewnątrz
  5. 05Przegląd trasy
  6. 06Potwierdzenie kierownika
  7. 07Przegląd po ćwiczeniu

Wyniki takie jak uniknięte szkody czy oszczędności podajemy tylko wtedy, gdy zostały niezależnie zmierzone.

Badania i nauka stosowana

Pięć programów, jeden łańcuch dowodów.

Każdy program pokazuje swój aktualny status.

01Na żywo

Wieloźródłowe dowody meteorologiczne

Dowody prognozy, obserwacji, satelity / obserwacji Ziemi i ostrzeżenia urzędowego, zachowane ze źródłem, produktem, czasem i pochodzeniem.

02W walidacji

Weryfikacja prognozy

Tam, gdzie istnieją odpowiednie obserwacje, dowody prognozy mogą być sprawdzane wobec rzeczywistych obserwacji. Metody weryfikacji historycznej i prospektywnej są w aktywnych badaniach.

03W rozwoju

Modelowanie od pogody do wpływu

Jak zagrożenia pogodowe oddziałują z miejscem, ekspozycją i kontekstem działań.

04W badaniach

Ostrzeżenie i zachowania przygotowawcze

Badanie, czy informacja o ostrzeżeniu dociera do właściwej osoby, jest potwierdzana w porę i prowadzi do przygotowania.

05Planowane

Ćwiczenia, wyniki i uczenie się

Ocena procedur gotowości przez ćwiczenia, zapisy i naukę po zdarzeniu.

Zostać partnerem programu

Nawiązać kontakt

Współpraca

Zostać partnerem badawczym.

Mile widziane są wspólne kampanie weryfikacji, badania ćwiczeń i studia adaptacji z uczelniami, służbami meteorologicznymi, gminami i podmiotami ochrony ludności — oraz dialog o odpowiedzialnym użyciu danych, weryfikacji i interoperacyjności.

Wzmianka o Unii Europejskiej, EUMETSAT lub instytucjach meteorologicznych nie oznacza powiązania, poparcia ani finansowania.

Źródła są podawane w ramach atrybucji. Oficjalne ostrzeżenia wydają krajowe służby meteorologiczne.