6. De beginsituatie van HARMONIE
 
In hoofdstuk 5 hebben we gezien dat HARMONIE gebruikmaakt van een grote hoeveelheid actuele waarnemingen. Deze gegevens komen uit verschillende bronnen en beschrijven verschillende eigenschappen van de atmosfeer. Al deze informatie wordt gebruikt om een zo goed mogelijke beginsituatie van de atmosfeer samen te stellen. De beginsituatie is het moment waarop de eigenlijke modelberekening begint.
 
Een driedimensionale beginsituatie
De atmosfeer bevindt zich niet alleen aan het aardoppervlak. Zoals we in hoofdstuk 2 hebben gezien, verandert de toestand van de atmosfeer
ook met de hoogte. Daarom moet de beginsituatie niet alleen aangeven wat er op verschillende plaatsen aan het aardoppervlak gebeurt, maar
ook hoe de atmosfeer daarboven is opgebouwd. Voor de verschillende roosterpunten en verticale lagen wordt onder andere informatie over de volgende eigenschappen gebruikt:
 
 temperatuur vochtigheid  wind  luchtdruk bewolking neerslag
 
Zo ontstaat een driedimensionale beschrijving van de atmosfeer.
 
Waarom is een goede beginsituatie belangrijk?
De beginsituatie vormt het startpunt van de modelberekening. Je kunt het vergelijken met een hardloper die aan de startlijn staat. Voordat de wedstrijd kan beginnen, moet duidelijk zijn waar iedere deelnemer zich bevindt. Bij HARMONIE is het vergelijkbaar: voordat het model vooruit
kan rekenen, moet zo goed mogelijk bekend zijn hoe de atmosfeer er op dat moment voor staat.
 
Als de beginsituatie niet goed overeenkomt met de werkelijkheid, kan dat later invloed hebben op de modelberekening. Een verschil in
temperatuur, vochtigheid of wind kan zich tijdens de berekening verder ontwikkelen. Daardoor kan de verwachting na verloop van tijd steeds
meer gaan afwijken van wat er werkelijk gebeurt.
 
De beginsituatie is geen momentopname van één meetstation
Het is belangrijk om te begrijpen dat de beginsituatie niet afkomstig is van één meetstation. Er worden juist veel verschillende waarnemingen gebruikt. Deze metingen bevinden zich op verschillende plaatsen en hoogtes en worden op een samenhangende manier verwerkt.
Het resultaat is één driedimensionale toestand van de atmosfeer waarmee HARMONIE kan beginnen te rekenen.
Je kunt het proces vereenvoudigd zo weergeven:
 
Veel waarnemingen → verwerking van de gegevens → beginsituatie → modelberekening
 
Vanaf dit moment gaat HARMONIE vooruit rekenen
Wanneer de beginsituatie is samengesteld, kan het model beginnen met het berekenen van de toekomstige ontwikkeling van de atmosfeer.
Het model kijkt daarbij niet alleen naar één punt, maar naar het volledige rekengebied en de verschillende verticale lagen. De waarden op de roosterpunten beïnvloeden elkaar. Lucht beweegt, warmte en vocht worden verplaatst en de toestand van de atmosfeer verandert
voortdurend. HARMONIE berekent deze veranderingen stap voor stap.
 
Het model heeft al een verwachting
Dat klinkt misschien vreemd: waarom heeft het model al informatie nodig als we juist een nieuwe verwachting willen maken?
Een modelberekening wordt namelijk steeds opnieuw uitgevoerd. Bij een nieuwe berekening beschikt HARMONIE al over de toestand die uit
een eerdere berekening is voortgekomen. Die toestand vormt een eerste schatting van hoe de atmosfeer er nu voor staat. Vervolgens komen
de nieuwste waarnemingen binnen. Daar kunnen verschillen tussen zitten.
 
TEMPERATUUR
- eerdere modelberekening 18,2 °C
- verschil actuele waarneming 19,0 °C
 
Het model moet dan bepalen hoe deze nieuwe informatie moet worden verwerkt. Het gaat daarbij niet simpelweg om het vervangen van de modelwaarde door de gemeten waarde. De waarneming wordt samen met de bestaande modelinformatie gebruikt om een verbeterde analyse
van de atmosferische toestand te maken.
 
Waarom niet gewoon de gemeten waarde gebruiken?
Een meetstation vertelt ons heel nauwkeurig wat er op die specifieke plaats wordt gemeten. Maar HARMONIE moet informatie hebben voor het
hele rekengebied. Tussen twee meetstations bevinden zich immers ook gebieden waarvoor geen directe meting beschikbaar is. Daarom wordt de informatie uit de waarnemingen gecombineerd met de ruimtelijke informatie die het model al heeft. Het resultaat is een nieuwe, zo goed mogelijke beschrijving van de atmosfeer. Die noemen we de beginsituatie van de nieuwe modelrun.
 
De beginsituatie is cruciaal
De kwaliteit van deze beginsituatie is erg belangrijk. Vanaf dit moment gaat HARMONIE namelijk vooruit rekenen. Het model gebruikt de natuurkundige vergelijkingen om te berekenen hoe de verschillende luchtlagen zich verder ontwikkelen. Een kleine afwijking in de beginsituatie kan daardoor later gevolgen hebben voor de verwachting. Dat is één van de redenen waarom meteorologen zoveel waarde hechten aan goede en actuele waarnemingen.
 
Een voortdurend proces
Het maken van een weersverwachting is dus geen eenmalige berekening. Het proces ziet er vereenvoudigd zo uit:
 
VORIGE MODELVERWACHTING
  ACTUELE WAARNEMINGEN > ANALYSE / BEGINSTAAT > HARMONIE REKENT > NIEUWE MODELVERWACHTING > NIEUWE WAARNEMINGEN >
NIEUWE BEGINSTAAT
 
Het model wordt hierdoor steeds opnieuw geconfronteerd met de werkelijkheid. Dat is belangrijk, want de atmosfeer blijft veranderen.
Een weersverwachting die enkele uren geleden is gemaakt, kan inmiddels alweer door nieuwe ontwikkelingen zijn ingehaald
 
Van de beginsituatie naar de toekomst
Nu heeft HARMONIE uiteindelijk wat het nodig heeft: een zo goed mogelijke beschrijving van de huidige atmosfeer. Vanaf dat moment kan de eigenlijke voorspelling beginnen. De computer gaat voor iedere tijdstap opnieuw berekenen hoe onder andere:
temperatuur, luchtdruk, vochtigheid, wind, bewolking en neerslag zich ontwikkelen.
 
Samengevat
De beginsituatie is een zo compleet mogelijke driedimensionale beschrijving van de atmosfeer op het moment waarop HARMONIE met zijn berekening begint. Vanuit deze beginsituatie berekent het model hoe de atmosfeer zich verder kan ontwikkelen.
 
Nu de beginsituatie is samengesteld, heeft HARMONIE een zo goed mogelijke beschrijving van de huidige toestand van de
atmosfeer. Vanaf dit punt kan het model vooruit gaan rekenen en bepalen hoe temperatuur, vochtigheid, wind en andere
eigenschappen van de atmosfeer zich verder kunnen ontwikkelen. In hoofdstuk 7 bekijken we hoe deze modelberekening stap
voor stap verloopt.
 
← Hoofdstuk 5 Index Harmonie Hoofdstuk 7 →