Lepsze prognozy pogody zimowej dla portów lotniczych
W ramach projektu PNOWWA, prowadzonego pod egidą programu „Horyzont 2020” SESAR, opracowano metody probabilistycznej, krótkoterminowej prognozy pogody zimowej. Ta unijna inicjatywa jest finansowana w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR, czyli partnerstwa publiczno-prywatnego powołanego w celu modernizacji europejskiego systemu zarządzania ruchem lotniczym (ang. air traffic management, ATM). Opracowane metody pozwalają ocenić również niepewność przy użyciu trajektorii 4D, wspomagając procesy ATM. Koncepcja trajektorii 4D opiera się na włączeniu wymiaru czasu do trajektorii 3D statku powietrznego, umożliwiając mu lot po praktycznie nieograniczonej, optymalnej trajektorii tak długo, jak to możliwe. Jednak aby to osiągnąć, samolot musi bardzo precyzyjnie wpisywać się w czas przybycia do określonego punktu w przestrzeni. Zarządzanie trajektorią 4D jest koncepcją niezbędną do osiągnięcia przyszłego wzrostu przemysłu związanego z ruchem lotniczym. Probabilistyczne prognozy są wykorzystywane w zastosowaniach ATM do wspierania planowania operacyjnego w zakresie zarządzania powierzchnią oraz podejmowania decyzji w toku procesów ATM, zwiększając tym samym przepustowość portów lotniczych, skracając opóźnienia i poprawiając poziom bezpieczeństwa. Projekt PNOWWA zbadał techniki, które mogą zmniejszać podatność planowania operacyjnego ATM wynikającą z trudności w przewidywaniu zimowych zjawisk pogodowych. Dokładne prognozy krótkoterminowe Prognozowanie teraźniejszości (ang. nowcasting) to technika prognozowania w bardzo krótkiej perspektywie czasowej, która mapuje obecnie panujące warunki pogodowe, a następnie wykorzystuje ich szacowaną prędkość i kierunek ruchu na potrzeby prognozowania pogody na krótki nadchodzący okres, w oparciu o założenie, że fronty atmosferyczne będą się przemieszczać bez znaczących zmian. Koncepcja ta opiera się na ekstrapolacji echa radarowego ruchów frontów atmosferycznych i może być wykorzystywana do poprawy przewidywalności zmian w intensywności opadów śniegu. „Opracowaliśmy metodologię i prototyp badań zdolne do stworzenia bardzo krótkoterminowych (»na teraz«, 0–3 godziny), probabilistycznych prognoz zimowych opadów śniegu i marznącego deszczu w 15-minutowych odstępach czasu”, mówi koordynator projektu dr Ari-Matti Harri. Konsorcjum obrało również za cel poprawę zrozumienia i przewidywalności zmian w intensywności opadów śniegu spowodowanych przez teren, taki jak góry i morze. Ponadto naukowcy zidentyfikowali i propagowali wykorzystanie prognoz probabilistycznych na kilku poziomach zarządzania operacyjnego ATM. Wykorzystali oni także prognozy probabilistyczne na potrzeby kilku aspektów dotyczących działalności lotniska, w tym usuwania lodu, bilansowania przepustowości portu lotniczego i zapotrzebowania na jego usługi, a także konserwacji drogi startowej centrum zarządzania operacyjnego portu lotniczego. Dodatkowe działania obejmowały zwiększenie przepustowości drogi startowej (procedury przy niskiej widoczności), działania na odległość prowadzone z wieży kontrolnej i bilansowanie zdolności sieci poprzez porównanie prawdopodobieństwa opadów śniegu na wszystkich lotniskach w sieci. „Przeprowadziliśmy demonstracje badawcze zarówno offline, jak i online na stronie Local Operative User Environment, reprezentujące wpływ terenu na dokładność prognoz”, wyjaśnia dr Harri. Przyszłe korzyści Partnerzy projektu mają teraz na celu wydłużenie czasu prognoz do 48 godzin poprzez włączenie numerycznych prognoz systemu prognozowania statystycznego (ang. ensemble prediction system, EPS) w obecne prognozy teraźniejszości PNOWWA. „Numeryczne EPS byłyby mieszane i bezproblemowo łączone z probabilistycznymi prognozami teraźniejszości. Dzięki temu stworzylibyśmy rozszerzoną prognozę przedłużoną do 48 godzin, przy czym dzięki obecnej metodzie PNOWWA najbardziej wiarygodna byłaby prognoza dla pierwszych trzech godzin”, mówi dr Harri. Osiągnięcia projektu PNOWWA mogą być skutecznie wykorzystywane w procesie wspólnego podejmowania decyzji w portach lotniczych, w działaniach operacyjnych prowadzonych w warunkach niskiej widoczności i w procedurach planowania działań operacyjnych na lotniskach. Zdalne wirtualne wieże kontrolne mogą zlokalizować usługi ATM dla wielu portów lotniczych w jednej centrali. Umożliwi to współdziałanie synergiczne i oszczędności – kolejny obszar rozwoju, który może w przyszłości skorzystać z probabilistycznych zimowych informacji o pogodzie.
Słowa kluczowe
PNOWWA, pogoda zimowa, zarządzanie ruchem lotniczym (ATM), prognozowanie teraźniejszości, system prognozowania statystycznego (EPS), trajektorie 4D, prognoza probabilistyczna
