System wspierający porównywanie prognoz hydrologicznych

Groźne dla człowieka zjawiska hydrometeorologiczne, takie jak na przykład deszcze nawalne czy powodzie błyskawiczne, występują często na małych obszarach. Mimo istnienia uznanych metod prognozowania w hydrologii, wezbrania i powodzie często nas zaskakują. Nie wynika to z niedoskonałości technik, którymi dysponują służby hydrologiczne i współpracujące z nimi ośrodki, lecz prawdopodobnie ze zbyt małego zbioru modeli prognostycznych działających równolegle. Z uwagi na brak jednej uniwersalnej procedury, należy stosować wiele różnych rozwiązań w tym samym momencie, Takie kombinowane podejście określane jest często jako „multimodeling”.

W Pracowni Systemów Informacji Geograficznej, która stanowi laboratorium Zakładu Geoinformatyki i Kartografii Uniwersytetu Wrocławskiego, powstaje unikatowy system do porównywania prognoz hydrologicznych obliczanych przez różne modele. Ta nowatorska inicjatywa realizowana jest w ramach projektu „System wspierający porównywanie prognoz hydrologicznych” kierowanego przez dra hab. Tomasza Niedzielskiego, a projekt ten jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu SONATA. Budowany system – określany akronimem HydroProg – składa się zarówno z infrastruktury superkomputerowej, jak i autorskich programów komputerowych odpowiedzialnych za przepływ danych hydrometeorologicznych, ich modelowanie i prognozowanie oraz generowanie rozwiązania kombinowanego. System oblicza w czasie rzeczywistym prognozy stanów wody w rzekach, obecnie dla pierwszego obszaru badań – zlewni górnej Nysy Kłodzkiej, opierając prognozy na wielu modelach kalibrowanych co piętnaście minut. Wyznaczane będą też chwilowe prognozy zasięgu obszarów zagrożonych podtopieniem, a ich weryfikacja będzie wykonywana z powietrza z zastosowaniem bezzałogowego statku powietrznego.

System HydroProg jest pierwszym rozwiązaniem w kraju, które pozwoli w czasie rzeczywistym ocenić trafność prognozowania przez różne modele, stworzyć listę rankingową modeli i odpowiadających za nie ośrodków. Czy będzie to prowadzić do prostych rekomendacji brzmiących „używajmy modelu A, a nie ufajmy modelowi B”? Nie. Różne modele mogą bowiem dobrze działać w określonych warunkach środowiskowych, a w innych nie. HydroProg, jako unikatowe narzędzie badawcze, będzie służył do prowadzenia badań naukowych mających na celu klasyfikację prognoz hydrologicznych, biorąc pod uwagę uwarunkowania fizycznogeograficzne, w tym meteorologiczne czy geomorfologiczne.

Końcowym efektem projektu jest obliczanie w czasie rzeczywistym prognozy kombinowanej, która zintegruje wszystkie prognozy i – nieco upraszczając – od każdej weźmie to, co gwarantuje ona najlepszego. Odbiorcy – m.in. użytkownicy Internetu – będą mieli do dyspozycji serwis mapowy, co pozwoli im śledzić wyniki eksperymentu, w którym jakość działania różnych metod będzie weryfikowana numerycznie w czasie rzeczywistym, a prognozy stanu wody na wodowskazach i zasięgu obszarów zagrożonych zalaniem podczas powodzi będą przedstawiane na mapach.

dr hab. Tomasz Niedzielski

Kierownik Zakładu Geoinformatyki i Kartografii Uniwersytetu Wrocławskiego. Pracował w laboratorium Oceanlab Uniwersytetu Aberdeen w Wielkiej Brytanii oraz w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk. Jest ekspertem w zakresie prognozowania procesów geofizycznych i hydrologicznych, modelowania zmian poziomu oceanu i parametrów ruchu obrotowego Ziemi, zajmuje się też zjawiskiem El Niño i Oscylacją Południową. Z wykształcenia jest matematykiem i geografem. Posiada dwa stopnie naukowe doktora, w dziedzinie nauk technicznych w dyscyplinie geodezja i kartografia oraz w dziedzinie nauk o Ziemi w dyscyplinie geografia. Stopień doktora habilitowanego w dziedzinie nauk o Ziemi uzyskał również w zakresie geografii. Jest autorem lub współautorem kilkudziesięciu publikacji naukowych, w tym kilkunastu artykułów zamieszczonych w prestiżowych czasopismach międzynarodowych znajdujących się na tzw. liście filadelfijskiej. Wygłosił lub uczestniczył w przygotowaniu ponad 100 referatów lub posterów prezentowanych na konferencjach lub seminariach naukowych. Jest stypendystą Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w programach Start i Homing Plus, otrzymał też stypendium dla wybitnych młodych naukowców Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Kierował lub kieruje obecnie kilkoma dużymi projektami badawczymi, z których największym jest grant w programie Sonata Narodowego Centrum Nauki pt. „System wspierający porównywanie prognoz hydrologicznych” mający na celu budowę unikatowego systemu prognozowania hydrologicznego, działającego w czasie rzeczywistym i służącego do konstrukcji nowatorskiej prognozy kombinowanej stanów wody w rzekach oraz zasięgu obszarów zagrożonych zalaniem podczas powodzi.

Data publikacji: 25.09.2013