Niekomercyjne i komercyjne zastosowanie numerycznych prognoz meteorologicznych

dr inż. Karolina Szafranek, Bartosz Niezgódka
Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego UW
dr inż. Maciej Wrona – prezes spółki spin-off Meteo Sp. z o.o

I. Opis projektu

Prognozy meteorologiczne mają znaczenie w wielu gałęziach gospodarki (energetyka, zwłaszcza odnawialna, rolnictwo, lotnictwo, transport i in.), jak również znajdują zastosowanie w działaniach odpowiadających na potrzeby społeczeństwa (prognoza zanieczyszczenia powietrza, planowanie aktywności na świeżym powietrzu i in.). Prognozy publikowane bezpłatnie na stronie meteo.pl cieszą się duża popularnością; serwis odwiedzany jest miesięcznie przez prawie 2 miliony unikatowych użytkowników.

Projekt jest realizowany we współpracy:

  • zespołu meteorologicznych prognoz numerycznych działający w strukturze Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski (ICM UW),
  • spółki wywodzącej się z UW: Meteo.pl Sp. z o.o. (spin-off).

Projekt dotyczy zastosowania prognoz numerycznych w praktyce, ze szczególnym uwzględnieniem aspektu komercyjnego (biznesowego). Celem projektu jest identyfikacja potrzeb użytkowników prognoz, a następnie skomercjalizowanie tych prognoz poprzez stworzenie spersonalizowanych produktów dedykowanych konkretnym grupom użytkowników. Do 2019 roku zadania komercyjne realizowane były przez pracowników zespołu prognoz numerycznych ICM UW. W celu zintensyfikowania tych działań oraz lepszego wykorzystania potencjału prognoz, w 2019 roku powołano spółkę spin-off, której celem jest:

  • komercyjne udostępnianie prognoz archiwalnych i bieżących,
  • tworzenie produktów dedykowanych konkretnym użytkownikom,
  • rozwój kanałów dostępu do prognoz: strony internetowej i aplikacji mobilnej.

Niezależnie od działań o charakterze komercyjnym, zespół meteo w ICM UW pracuje nad rozwojem prognoz pod kątem ich zastosowania w obszarach użyteczności dla społeczeństwa i bezpieczeństwa państwa.

II. Zastosowanie superkomputera

Nazwa superkomputera
OKEANOS – Superkomputer Cray XC40
Uzasadnienie użycia zasobów ICM UW
Zespół prognoz numerycznych istnieje od 1997 roku i jest częścią ICM UW, w naturalny sposób prowadząc obliczenia na maszynach ICM UW. Meteo Sp. z o.o. korzysta z prognoz opracowanych przez ten zespół prognoz pośrednio wykorzystując zasoby komputerowe ICM UW.
Obliczenia
Modelowanie stanu atmosfery z zastosowaniem dedykowanego oprogramowania mające na celu wyznaczenie wysokorozdzielczych (siatka 4 km i 1.5 km) numerycznych prognoz meteorologicznych NWP (Numerical Weather Prediction).
Wykorzystane oprogramowanie: United Kingdom Met Office’s Unified Model Earth System Modelling Software
Osiągnięte korzyści
Uruchamianie modeli NWP wymaga zastosowania maszyn HPC. W chwili obecnej prognozy wyznaczane są w rozdzielczości 4 km i 1.5 km dla 70 poziomów wysokościowych. Niemożliwe jest uzyskanie skalowalności modelu przy zachowaniu rozsądnego czasu obliczeń (produkcji prognozy) bez użycia komputera HPC. Wykonanie projektu nie byłoby możliwe bez korzystania z usług Centrum.

III. Efekty projektu

Bezpośrednim produktem końcowym obliczeń są prognozy meteorologiczne (kilkadziesiąt parametrów meteorologicznych i pochodnych) dla regionu Europy Środkowo-Wschodniej wyznaczane 4 razy na dobę dla siatki o rozdzielczości 4 km i raz na dobę dla siatki o rozdzielczości 1.5 km. Pośrednim rezultatem są produkty specjalistyczne np. prognozy prędkości wiatru przetworzone pod kątem ich zastosowania w energetyce czy odpowiednio zagregowane prognozy opadów dla rolnictwa.

Prognozy znajdują zastosowanie przede wszystkim:

  • w energetyce (zwłaszcza odnawialnej) do prognozy ilości produkowanej energii,
  • w rolnictwie i sadownictwie (pod kątem przymrozków, nawodnienia, planowania oprysków i in.),
  • w transporcie, zwłaszcza lotnictwie,
  • do prognozowania propagacji zanieczyszczeń,
  • w turystyce,
  • do planowania aktywności na świeżym powietrzu,
  • do ostrzegania o niebezpiecznych zjawiskach i in.

W wyniku realizacji prac w ramach projektu „Obszarowe prognozowanie produkcji energii elektrycznej z Odnawialnych Źródeł Energii z uwzględnieniem jej wpływu na obciążenia węzłów sieci” (projekt realizowany przez firmę Globema) powstała metodyka wyznaczania obszarowych prognoz produkcji energii ze źródeł odnawialnych na podstawie zagregowanych prognoz numerycznych. Wyniki projektu są obecnie wdrażane. Wybrane, uproszczone efekty realizacji projektu prezentowane są na stronie https://prognozer.globema.pl.

Dodatkowo, produktami prac są strona internetowa oraz aplikacja mobilna przedstawiające prognozy za pomocą meteogramów, map i ikon.

IV. Graficzna prezentacja wyników

Aktualne grafiki – nowe zobrazowania prognozy pogody jak meteogramy, mapy i ikony – znajdują się na stronie meteo.pl.

Wróć do projektów
Do góry