Co je to ensemble?

Možná jste už někde slyšeli nebo četli pojem ensemble (čteno “ansámbl”). Na stránce Meteogramy na našeho webu zobrazujeme vedle grafů předpovědi počasí pro dané místo od různých poskytovatelů také tzv. ensembly nebo-li ensemblové předpovědi. V tomto textu se vás pokusíme seznámit s tím, co tento pojem znamená a jak tento druh předpovědi správně interpretovat. Co nám taková předpověď ukazuje a k čemu je dobrá? Co je to ensemble?

Speciální předpovědi podoby grafu ukazují více variant vývoje – co je to ensemble či ensemblová předpověď

Ensemble je podobně jako meteogram graf, jinými slovy grafická předpověď základních meteorologických prvků pro konkrétní místo. Na rozdíl od meteogramů jsou zobrazeny v ensemblech skutečně jen nejzákladnější meteorologické prvky a to teplota vzduchu v různých výškách a atmosférické srážky. Také jde o předpověď pro konkrétní zvolené místo, zpravidla dle souřadnic nebo předdefinovaných lokalit. Předpověď je k dispozici pro větší lokality v podobě měst. Běžné předpovědi, včetně grafů v podobě meteogramů pro konkrétní místa, zobrazují jeden možný vývoj průběhu daných prvků počasí dle daného výstupu modelu (např. z 00 UTC). Ensembly ukazují více variant vývoje meteorologických prvků při každém modelovém výstupu, včetně onoho průměru těchto variant. Tento průměr zobrazuje běžná předpověď zapracovaná do map a grafů. Většina modelů prognózy tohoto typu neposkytuje, ale dva základní globální modely jsou výjimkou. Jedná se o velmi známý model GFS a možná méně známý model GEM. Více o numerických modelech najdete na naší stejnojmenné stránce.

Varianty vývoje se s přibývajícím časem rozcházejí, aneb zvyšuje se míra nejistoty prognózy

Tyto varianty vývoje ukazují, jak se různí jednotlivé “úhly pohledu” dané předpovědi s postupujícím časem od data jejího sestavení. Podle tohoto můžeme hodnotit míru nejistoty prognózy. V některých případech se začínají varianty rozcházet podstatně dříve než v jiných případech. Takovými případy jsou většinou období s velkými změnami v počasí a náročné synoptické situace na prognózu. V těchto situacích se varianty rozcházejí velmi brzo. Opakem jsou situace stabilní a tedy jisté co do prognózy.

Situace nejisté prognózy

Na příkladu grafu ensemblu modelu GFS zobrazeném na obrázku 1 popišme co přesně křivky v grafu ukazují a co z grafu můžeme ohledně prognózy vyčíst.

Obr. 1 Příklad Ensemblu modelu GFS z 1.2.2020 12 UTC, zdroj: wetterzentrale.de

Na obrázku 1 je příklad ensemblu, tedy grafické variantní předpovědi pro Prahu z 1.2.2020. Jde o variantu teploty vzduchu v hladině 850hPa a atmosférických srážek, dle zpracování na serveru Wetterzentrale. Jde o dosti názorný a přehledný graf. Na něm vidíme křivky s variantami vývoje výše uvedených základních meteorologických prvků dle daného výstupu. slabé čáry ukazují ony varianty. Silná bílá čára ukazuje jak u teplot, tak u srážek průměr tohoto daného ensemblu. Červená silná čáry znázorňuje u teploty dlouhodobý průměr období let 1981 až 2010.

Z grafu vidíme u teploty typickou shodu v prvních hodinách či několika málo dnech předpovědi. Kolem 5. února a po 6. únoru je ovšem viditelná významná změna. Jednotlivé varianty předpovědi se začínají rozcházet a to docela značně. Jde o období s příchodem významného ochlazení po velmi teplém období. Některé varianty (většina) ukazují rychlejší opětovné oteplování po zmíněném ochlazení. Další varianty slibují pozvolnější návrat teplého proudění. Zhruba po 9. únoru se varianty rozcházejí, průměr nám ukazuje pravděpodobně nejreálnější vývoj. Jde o průměr všech variant. Tam vidíme značné rozcházení se jednotlivých variant vývoje.

Toto byl příklad situace na předpověď obecně náročnější, což se projevuje nestabilitou předpovědí a její rozkolísaností. S přibývajícím časem od data vydání předpovědi (výstupu modelu) se vždy postupně jednotlivé varianty vývoje rozcházejí. To ukazuje na míru nejistoty prognózy. Záleží vždy na situaci, kdy se začnou jednotlivé varianty rozcházet a případně jak moc. Na obrázku 1 je situace, kdy se rozcházejí tyto dosti brzy. Jde o předpověď významných teplotních změn v silném západním proudění přinášejícím teplý vzduch. Je to situace s rychlým přechodem jednotlivých systémů front. Následně je předpovídáno citelnější ochlazení a jeho trvání, tedy další vývoj. Jinými slovy kdy dojde k návratu teplého proudění, jak rychle k němu dojde a jak bude avizované oteplení výrazné. Na obrázku 2 je situace opačná.

Situace jisté prognózy

Obr. 2 Příklad Ensemblu modelu GFS z 22.1.2020 06 UTC, zdroj: wetterzentrale.de

Na obrázku 2 je shodný druh ensemblové předpovědi. Jen z jiného termínu a předpovídající jinou situaci. Termín přitom není vzdálený období z obrázku 1. Jde o předcházející stabilní anticyklonální situaci s teplotní inverzí před koncem ledna 2020. Na předpovědi si všimneme jako první významné dlouhotrvající shody jednotlivých variant prognózy. Významná shoda trvá prakticky celý týden a to až do změny situace. S příchodem prvních frontálních systémů už dochází k rozcházení se variant.

Teplota v 850hPa byla vysoce nadprůměrná, neboť teplý vzduch pronikal po celé období zejména do vyšších vrstev atmosféry. Předpověď sahá až do 1. února, poté pokračuje na obrázku 1, kde je zobrazen příklad ensemblu dle výstupu z tohoto dne.

Závěr – co je to ensemble?

Ensemblové předpovědi nám ve vztahu ke konkrétnímu místu a výstupu daného modelu ukazují:

• Vývoj základních prvků (teplota vzduchu a atmosférické srážky) na několik dalších dnů (7-10 nebo celý výstup modelu)
• Varianty vývoje prognózy a průměr těchto variant
• Rozcházení se variant vývoje ukazuje míru nejistoty prognózy (kdy nastane, jak velká bude …)
• Obecný přehled aktuálního vývoje prognózy

Příklady ensemblů z 22.1.2020 a 1.2.2020 se diametrálně liší. Tyto ensemblové předpovědi mají tak v tomto textu za úkol ukázat kdy a proč dochází k rozcházení se variant vývoje prognózy a tedy ke zvýšení míry její nejistoty. První graf ukazuje méně jistou prognózu cyklonálního počasí s teplotními změnami a podobně. Druhý pak významně ustálenou situaci v tlakové výši s typickou zimní teplotní inverzí. Věříme, že po přečtení tohoto článku již umíte odpovědět na otázku co je to ensemble?