GBond oldala

A Wetterzentrale oldalán található 7 időjárási modell összehasonlítása

Az elemzéshez a Wetterzentrale oldaláról letölthető képeket használtam fel.
Az adatok majdnem négy hónapot ölelnek fel, 2007.04.06 12UTC és 2007.08.01 12UTC között.
Ez összesen 118 napot jelent, egy nap minden modell esetén a 12UTC-s futással van figyelembe véve. Az adatok nem folytonosak (nem minden nap állt az összes térkép rendelkezésre), de ez a viszonylag nagy adattömeg miatt nem okoz jelentős torzulást.
A modellek különböző előrejelzési időtávon érhetőek el:

ECMWF: 3-7 nap
GEM: 0-5 nap
GFS: 0-7 nap
GME: 0-3 nap
JMA: 0-8 nap
NGP: 0-6 nap
UKMO: 1-6 nap

A két vizsgált változó az 500 hPa szint magassága és a 850 hPa szint hőmérséklete. Az 500 hPa magasságának szintvonalai kirajzolják a nagytérségű időjárási folyamatokat, a 850 hPa szint hőmérsékletéből pedig a földfelszínhez közelebbi hőmérsékletekre is lehet következtetni.
A vizsgált tartomány Európát nagyrészt lefedi:

Az előrejelzések hibájának meghatározásához a rendelkezésre álló analízisek átlaga lett felhasználva (GEM, GFS, GME, JMA, NGP átlaga). Ezzel a lépéssel az eredő analízis (ami a légkör elméleti állapota az adott időpontban) hibája elvileg kisebb, és a különböző modellek jobban összehasonlíthatóak.
Az adatokat összesítve modellenként, előrejelzési időtávonként meghatározhatóak a tapasztalati eloszlások a hibára nézve.

1. Az 500-as szint magasságának vizsgálata

A különböző esetekben a figyelembe vett előrejelzések száma:

modell/napok 0 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - - 57 56 55 54 51 -

GEM 77 52 55 53 53 51 - - -

GFS 42 38 46 48 53 50 51 49 -

GME 67 43 47 46 - - - - -

JMA 81 56 59 57 55 54 54 51 53

NGP 79 51 54 52 42 45 40 - -

UKM - 56 59 57 55 54 54 - -

Annak a valószínűsége, hogy a tényleges és az előrejelzett magasságérték között az eltérés 2 gpdm-nél kisebb (százalékban):

modell/napok 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - 66.019 54.331 43.122 35.959 28.392 -

GEM 86.789 75.622 61.645 48.561 38.278 - - -

GFS 85.135 74.207 60.438 49.606 37.655 30.601 23.295 -

GME 78.458 66.744 55.911 - - - - -

JMA 85.995 73.215 58.894 46.480 35.973 29.410 24.640 21.626

NGP 81.397 65.848 52.231 42.902 34.969 28.349 - -

UKM 84.532 72.760 58.720 46.818 37.089 29.520 - -

Ha a megengedett hiba 4 gpdm:

modell/nap 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - 93.555 87.487 78.105 69.543 59.285 -

GEM 99.069 96.843 91.907 83.227 72.166 - - -

GFS 97.652 96.660 90.349 83.523 72.969 61.626 51.183 -

GME 98.175 93.733 89.228 - - - - -

JMA 98.830 96.307 89.924 80.891 70.503 61.586 53.633 48.084

NGP 98.370 94.202 86.491 77.634 67.900 57.754 - -

UKM 98.904 96.798 90.879 81.838 71.216 60.766 - -

Az ECM-nek nem származik hátránya abból, hogy nincsen az analízise figyelembe véve, egyértelműen a legjobb modell. A GEM, GFS hasonlóan teljesített, ezen belül a GEM kicsit jobb eredményt adott. A két legrosszabb modell a GME és az NGP lett. A hozzávetőleges sorrend tehát: ECM, GEM, GFS, UKM, JMA, GME, NGP.

2. A 850-es szint hőmérsékletének vizsgálata

Futások száma:

modell/napok 0 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - - - - - - - -

GEM 75 50 53 53 52 50 - - -

GFS 43 38 46 48 53 50 51 49 -

GME 65 40 43 41 - - - - -

JMA 81 56 59 57 55 54 54 51 53

NGP 79 51 55 52 42 45 42 - -

UKM - 56 59 57 - - - - -

Plusz-mínusz 1 Celsius foknál kisebb hiba valószínűségei százalékban:

modell/napok 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - - - - - - -

GEM 73.672 63.888 55.663 47.920 38.609 - - -

GFS 69.337 61.286 51.855 44.864 38.094 31.977 26.166 -

GME 65.830 56.917 48.432 - - - - -

JMA 69.844 58.429 49.991 43.383 37.012 30.654 26.742 23.036

NGP 58.927 47.535 40.967 35.348 30.136 26.380 - -

UKM 72.450 64.234 54.882 - - - - -

Ugyanezek az értékek 2 Celsius foknál kisebb hibákra:

modell/nap 1 2 3 4 5 6 7 8
ECM - - - - - - - -

GEM 97.224 92.879 86.477 80.143 70.025 - - -

GFS 95.922 91.795 84.500 77.453 68.827 60.242 51.453 -

GME 95.002 89.753 82.758 - - - - -

JMA 95.993 90.071 82.542 76.030 67.926 58.942 52.278 46.663

NGP 90.945 81.161 73.041 65.750 58.056 51.068 - -

UKM 97.100 93.288 86.125 - - - - -

A GEM modell pontszámai minden esetben a legjobbnak bizonyultak (bár az ECM modellnek a hőmérséklet kimenetei nem elérhetőek megfelelő formában, valószínűleg ezek még jobbak). Az első három nap az UKM modell megelőzi a GFS-t, majd a JMA, GME és NGP a további sorrend.
Más intervallumokat megvizsgálva a sorrend nem nagyon változik, kivéve egy-két esetet.

Ebben a vizsgálatban minden futás azonos feltételekkel lett összesítve. További vizsgálatot igényelne például, hogy különböző időjárási helyzeteket (zonalitás-meridionalitás) melyik modell tudja legjobban megfogni, illetve kisebb tartományokra nézve vannak-e különbségek.

modell/napok	0	1	2	3	4	5	6	7	8
ECM	-	-	-	57	56	55	54	51	-
GEM	77	52	55	53	53	51	-	-	-
GFS	42	38	46	48	53	50	51	49	-
GME	67	43	47	46	-	-	-	-	-
JMA	81	56	59	57	55	54	54	51	53
NGP	79	51	54	52	42	45	40	-	-
UKM	-	56	59	57	55	54	54	-	-

modell/napok	1	2	3	4	5	6	7	8
ECM	-	-	66.019	54.331	43.122	35.959	28.392	-
GEM	86.789	75.622	61.645	48.561	38.278	-	-	-
GFS	85.135	74.207	60.438	49.606	37.655	30.601	23.295	-
GME	78.458	66.744	55.911	-	-	-	-	-
JMA	85.995	73.215	58.894	46.480	35.973	29.410	24.640	21.626
NGP	81.397	65.848	52.231	42.902	34.969	28.349	-	-
UKM	84.532	72.760	58.720	46.818	37.089	29.520	-	-

modell/nap	1	2	3	4	5	6	7	8
ECM	-	-	93.555	87.487	78.105	69.543	59.285	-
GEM	99.069	96.843	91.907	83.227	72.166	-	-	-
GFS	97.652	96.660	90.349	83.523	72.969	61.626	51.183	-
GME	98.175	93.733	89.228	-	-	-	-	-
JMA	98.830	96.307	89.924	80.891	70.503	61.586	53.633	48.084
NGP	98.370	94.202	86.491	77.634	67.900	57.754	-	-
UKM	98.904	96.798	90.879	81.838	71.216	60.766	-	-

modell/napok	1	2	3	4	5	6	7	8
ECM	-	-	-	-	-	-	-	-
GEM	73.672	63.888	55.663	47.920	38.609	-	-	-
GFS	69.337	61.286	51.855	44.864	38.094	31.977	26.166	-
GME	65.830	56.917	48.432	-	-	-	-	-
JMA	69.844	58.429	49.991	43.383	37.012	30.654	26.742	23.036
NGP	58.927	47.535	40.967	35.348	30.136	26.380	-	-
UKM	72.450	64.234	54.882	-	-	-	-	-

modell/nap	1	2	3	4	5	6	7	8
ECM	-	-	-	-	-	-	-	-
GEM	97.224	92.879	86.477	80.143	70.025	-	-	-
GFS	95.922	91.795	84.500	77.453	68.827	60.242	51.453	-
GME	95.002	89.753	82.758	-	-	-	-	-
JMA	95.993	90.071	82.542	76.030	67.926	58.942	52.278	46.663
NGP	90.945	81.161	73.041	65.750	58.056	51.068	-	-
UKM	97.100	93.288	86.125	-	-	-	-	-