Prezentované mapy jsou kombinací výstupů meteorologických radarů a (pozemních) srážkoměrů, popř. jsou spočteny pouze z údajů srážkoměrů nebo radarů podle dostuposti dat.
Více o principu výpočtu a možných nepřesnostech plošných odhadů
Mapy označené „Kombinace radarového odhadu a pozemních srážkoměrů“ vznikají sloučením plošných odhadů srážek z meteorologických radiolokátorů radarové sítě ČHMÚ a dostupných měření ze srážkoměrů.
Plošný odhad z radarů je upřesňován srážkoměrnými měřeními pomocí algoritmu regresního krigování (krigování s externím driftem, viz Šálek, 2010), s výjimkou hodinových sum končících mimo celou hodinu. Stupeň ovlivnění výsledného pole je tedy dán hustotou dostupných staničních měření.
Datum a čas snímků jsou ve světovém čase ( Universal Time, Coordinated, UTC ), navíc je na obrázku vypsán i čas středoevropský a letní středoevropský, přičemž v termínech 22 a 23 UTC je datum týkající se středoevropského a letního času o den posunuté. Čas ukazuje konec doby akumulace srážek.
Umístění použitých srážkoměrů na mapách je naznačeno malými křížky, u kterých je vypisována hodnota naměřených srážek, zaokrouhlená na celý milimetr. Z důvodu blízkosti srážkoměrných stanic jsou některé výpisy vynechány, ale příslušný algoritmus zaručuje, že se v těchto případech vždy vypíše nejvyšší naměřený úhrn v dané oblasti.
Na základě několika testů bylo zjištěno, že kombinace radarových odhadů se srážkoměrnými měřeními poskytuje nejpřesnější dostupný plošný odhad srážek, nicméně i v tomto případě se mohou vyskytnout závažné odchylky, které jsou dány objektivně danými nepřesnostmi radarových i srážkoměrných měření. U srážkoměrů je také problematická reprezentativnost pro okolí; byly zaznamenány případy, kdy byl rozdíl denních srážkových úhrnů ve vzdálenosti dvou kilometrů až 90 mm.
V červenci 2011 přibyly kromě kombinace též mapky odvozené pouze ze srážkoměrných měření, dostupné pod nabídkou „Pouze pozemní srážkoměry“. Plošný odhad je počítán pomocí krigování, při malém počtu nenulových srážek metodou inverzní vzdálenosti. Na rozdíl od předchozí verze zobrazovacího systému, kdy se mezi těmito typy odhadů přepínalo podle dostupnosti radarových dat, jsou nyní k dispozici oba odhady současně, s výjimkou hodinových dat z termínů H:10-H:50 (tedy kromě celé hodiny), kde se z výpočetních důvodů udržuje pouze jedna mapka podle dostupnosti radarových odhadů. V případě, že je k dispozici velmi málo nenulových srážkoměrných měření (méně než tři), jsou i „čistě srážkoměrné“ mapky nahrazovány radarovými odhady; proto jsou někdy v příslušných akumulacích pozorovatelné „radarové“ rysy. Nahrazování „čistě srážkoměrných“ odhadů radarem je dáno vyšší pravděpodobností, že radar zachytí nějaké izolované srážky, které se vyskytly mimo dostupná měření srážkoměrů. Záporem uvedeného řešení je skutečnost, že se na obrázcích naopak mohou objevovat falešné (nemeteorologické) odrazy.
Další inovací jsou tzv. klouzavé úhrny s dobou akumulace 1, 3, 6 a 24h. Sumy větší než jedna hodina jsou vytvářené pouze jako součet z již spočtených hodinových odhadů, přičemž vypisované hodnoty srážkoměrů jsou doplňovány dodatečně; z tohoto důvodu nemusí vždy přesně odpovídat dané „barvičce“ v mapě, protože v daný čas výpočtu hodinové akumulace nemusely být tyto srážkoměrné údaje k dispozici. Výjimkou by měly být mapy z 06 UTC pro 24hodinové a 6hodinové akumulace a z termínů 00, 12 a 18 UTC pro 6hodinové akumulace, které jsou přepočítávané samostatně; zde by měly hodnoty vypisovaných srážkoměrných měření korespondovat s legendou mapy přesně, navíc jsou ve větší míře k dispozici příslušná zahraniční měření.
Hodinové sumy z termínů HH:10-HH:50 (tedy končící mimo celou hodinu) vznikají sečtením desetiminutových radarových odhadů a korespondujících srážkoměrných měření a následným výpočtem pole pomocí metody tzv. „podmíněné kombinace“ („conditional merging“, viz Sinclair a Pegram, 2005), což je zjednodušená metoda umožňující rychlejší výpočet výsledného pole, podle odborné literatury je však trochu méně přesná (Goudenhoofdt a Delobbe, 2009). Oproti předchozím výpočtům pro hodinové termíny dává větší váhu radarovým odhadům, takže je často pozorovatelný rozdíl mezi termíny HH:00 a HH:10.
Srážkoměry používané v uvedené analýze nepatří pouze Českému hydrometeorologickému ústavu, ale též podnikům Povodí Odry, Povodí Labe, Povodí Ohře a Povodí Moravy nebo i dalším organizacím, se kterými má ČHMÚ vzájemné dohody. Mimo území České republiky se jedná o data příslušných meteorologických služeb, na povodí Dyje jsou některá měření organizovaná Hydrologickým oddělením úřadu Dolního Rakouska. ČHMÚ nezaručuje bezchybnost zde uvedených operativních srážkoměrných odhadů, neboť v zájmu okamžitého uveřejnění není zajištěna jejich vyčerpávající kontrola a revize; ta se v ČHMÚ provádí až s určitým časovým odstupem.
Algoritmus používaný pro celkovou analýzu srážek může v některých případech generovat jisté artefakty. Závažným problémem je absence vhodných, zejména kratších, srážkoměrných měření v okolních státech, což často vytváří nepěkné a také nesmyslné extrapolace za hranicemi naší republiky, zejména u čistě srážkoměrných odhadů. Tento problém se řeší mj. v rámci mezinárodního projektu INCA-CE, časem tedy (snad) dojde k určité nápravě.
V některých případech se může objevit i nedostatečně odfiltrovaný pozemní cíl, zejména za větrného počasí. V Krušných horách se v polích odrazivosti i srážek objevují stále zřetelněji i odrazy od větrných elektráren, jejich rušivý vliv není možné odstranit dopplerovským filtrem používaným v meteorologických radarech.
Radarová měření jsou navíc rušena některými provozovateli mikrovlnných datových spojů, což se projevuje radiálními „paprsky“. Některé případy již řešil Český telekomunikační úřad, ale ani osvěta ani další opatření zatím nejsou dostatečnými. Tyto „paprsky“ se sice z větší části eliminují, ale odhad srážek z oblastí rušených uvedenými zdroji je pochopitelně méně kvalitní.
Za podobu mapek zodpovídá Milan Šálek (ČHMÚ, pobočka Brno), technické řešení stránek má na starosti Hydrosoft Veleslavín. Nová podoba těchto stránek vznikla též jako jedno z opatření po povodních v letech 2009 a 2010.
Technologie využitá pro tvorbu obrázků zahrnuje množství programů psaných především v jazyce Perl, dále se využívá C a pro některé drobné výpočty i archaický Fortran 77. Pro (geo)statistické výpočty je používán jazyk R a modul gstat. Obrázky jsou kresleny procedurou RNDr. Petra Nováka (Radarové oddělení ČHMÚ) a následně upravovány v jazyce Perl. Výpočty běží v prostředí GNU Linux (openSUSE).
Inovované odhady srážek jsou také jedním z výsledků projektu INCA-CE.
22. 7. 2011 Milan Šálek
Literatura:
Šálek M., 2010: Operational application of the precipitation estimate by radar and raingauges using local bias correction and regression kriging. In: Sixth European Conference on Radar in Meteorology and Hydrology (ERAD 2010), National Meteorological Administration of Romania, Sibiu.
Sinclair, S. and Pegram, G. (2005). Combining radar and rain gauge rainfall estimates using conditional merging. Atmospheric Science Letters, 6(1):19–22.
Goudenhoofdt, E. and Delobbe, L. (2009). Evaluation of radar-gauge merging methods for quantitative precipitation estimates. Hydrology and Earth System Sciences, 13(2):195–203.
Zobrazovaný přehled - Suma 1 hodina
Zobrazovaný přehled - Suma 3 hodiny
Zobrazovaný přehled - Suma 6 hodin
Zobrazovaný přehled - Suma 24 hodin