Начало работы с zyGrib¶
Запуск¶
Получение данных¶
После запуска программы вы увидите карту мира. На диске прогнозных данных GRIB нет, вам предстоит получить их самостоятельно, для этого потребуется подключение к сети Интернет. Поскольку чаще всего данные GRIB используются моряками, у них нет стабильного широкополосного подключения к Интернет, Они довольствуются радиомодемами и электронной почтой. В связи с этим, программе достаточно единичных соединений с внешним миром, постоянного подключения, в отличие от многих других программ веб-картографии, ей не требуется.
Вы можете получить данные GRIB из многих источников, но, удобства ради, авторы zyGrib поддерживают сервер данных. Первое, что нужно сделать, это убедиться, что подключение к серверу работает. Щёлкните по значку с электрической вилкой в правой части панели инструментов, вы должны получить сообщение о том, что подключение в порядке.
Обычно нас интересует локальное состояние погоды, так что мы выделяем на карте левой кнопкой мыши интересующую часть мира. В Мексиканском заливе или Южном крае Африки часто бывают динамичные ветра. Выделив рамку на карте, щёлкните значок zoom-to-box (увеличительное стекло с маленьким прямоугольником под ним) и вновь выделите левой кнопкой нужную область, но в этот раз захватите возможно большую отображаемую часть.
Теперь выберите File ‣ Download GRIB и укажите данные, которые хотите загрузить. Допустим, вас устроит стандартный набор. Нажмите кнопку Download внизу и сохраните файл на диск.
Если всё сделано правильно, вы увидите карту погоды со шкалой времени внизу, установленной на текущее время. Если хотите, можете масштабировать карту колесом мыши.
Изменение просмотра¶
Двигая мышью по карте, вы будете видеть состояние погоды под курсором на панели слева.
Вы можете менять время, двигая слайдер внизу, или из выпадающего списка в левой верхней части окна.
Если вы загрузили данные для Мексиканского залива, вам будет интересно взглянуть на данные CAPE (Convective Available Potential Energy) на уровне земли. Это параметр атмосферной нестабильности, и его высокие значения (тысячи Дж/кг) говорят о возможной грозе и/или торнадо.
В Южной Африке гораздо интересней посмотреть на облачность.
Создание анимации¶
Если вы щёлкнете по самому правому значку на панели инструментов (с ракетой), откроется новое окно, в котором будет генерироваться анимация. В первый раз наберитесь терпения и дождитесь окончания процесса. По завершении анимация вернётся в начало, и теперь вы сможете запускать и останавливать её как пожелаете. Также вы можете сохранить каждый кадр в виде файла с изображением для последующего кодирования в AVI, MPEG или в анимированный GIF, используя другие программы.
Когда всё будет готово, щёлкните по красной кнопке, чтобы закрыть приложение.
Смотрите также¶
Программа OpenCPN (также есть на диске) имеет плагин GRIB, с которым вы можете попробовать только что загруженный GRIB-файл. Смотрите начало работы с OpenCPN для дополнительной информации.
Топ-5 лучших погодных приложений
В прошлый раз речь шла о навигационных приложениях для яхтинга. Теперь поговорим о погодных.
Что такое погодное приложение? Это программа, которая визуализирует метеоданные, загружаемые в формате GRIB-файла. Большинство приложений перепродает бесплатные GRIB-файлы, которые американское Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы каждые 6 часов выкладывает на FTP.
Компьютерная модель, используемая американцами для прогнозирования погоды, называется Global Forecasting System (GFS).
Как следует из названия, она глобальна и потому не принимает во внимание такие «мелочи», как термические ветры, бризы с суши и моря, топографические аспекты.
По умолчанию, разрешение прогноза GFS — 0,5 градуса. Это означает, что размер квадрата ее координационной сетки — 0,5 градусов широты на 0,5 градусов долготы (примерно 50×50 км). В 100 морских милях от берега прогноз по модели GFS, скорее всего, будет довольно точен, но у береговой линии он может расходиться с реальностью.
Если приложение использует в качестве источника данных локальную модель, то прогноз для этой местности будет более точен. Но не стоит ждать чего-то сверхестественного. Любой GRIB-файл — это расчет компьютера, в нем нет места толкованиям синоптиков.
В большинстве случаев прогноз будет недооценивать силу ветра. Например, скорость ветра обычно считается в 10 метрах над средним уровнем моря. Если высота мачты парусника больше 10 метров, то вам нужно прибавить 20% к прогнозируемой скорости ветра. В порывах скорость возрастет еще на 20%.
Один из поставщиков GRIB-файлов, Saildocs, предупреждает, что компьютерные модели грубо недооценивают силу ураганов из-за их небольшого размера относительно координационной сетки. Хотя GRIB-файл выдаст полезные данные о вероятном пути урагана, полагаться только на него нельзя: обязательно нужно следить за предупреждениями.
Полезно также запомнить несколько правил:
— К ночи ветер всегда стихает, а днем — усиливается.
— Ветер будет дуть вдоль крутого побережья и вокруг мысов, а не над ними.
— Давление над землей увеличивается в ночное время, охлаждая оффшорные ветра.
— Давление над землей уменьшается в дневное время, нагревая формирующиеся морские бризы.
— Медленное падение давления означает вероятность небольшого дождя и слабый ветер.
— Падение давления умеренными темпами — умеренный ветер и дождь в теплом фронте.
— Быстрое падение давления — высокая вероятность шторма.
Зная ограничения погодных приложений, вы сможете использовать их с гораздо большей пользой. Ниже мы перечислим несколько популярных программ. Выбирайте наиболее удобную для себя и пользуйтесь с удовольствием.
PocketGrib (iOS, Android)
Одно из тех приложений, которые перепродают бесплатные GRIB-файлы американцев. При первом знакомстве с программой стартовый экран сообщает, что у вас нет загруженных GRIB-файлов. Чтобы исправить ситуацию, жмите на «+» в правом верхнем углу экрана. Приложение предложит выбрать географическую область. Сделать это можно двумя способами: отметить на карте и найти в каталоге. После этого можно настроить прогноз: задать длительность, шаг, разрешение и выбрать, какие данные вы хотите видеть. Бесплатная Lite-версия предоставляет прогноз силы и направления ветра, осадков и атмосферного давления максимум на два дня вперед с шагом в 6 часов. В платной версии прогноз восьмидневный, минимальный шаг — 3 часа, и, помимо перечисленных параметров, есть высота волн, облачность и относительная влажность. Стоит она 4 бакса для Android, 5,99 — для iOS.
После настройки параметров GRIB-файл загружается в память телефона для использования в офлайн-режиме.
Метеоданные предоставляются в трех форматах: наложенными на карту, в графиках и в таблице.
На карте ветра обозначаются стандартными стрелками, давление — изобарами, уровни осадков затемнением различных оттенков. Одно нажатие на карту вызывает подсказку на случай, если вы забыли, как что обозначается. Иконка проигрывания «play» внизу экрана включает анимацию, показывающую, как погода изменяется в течение прогнозируемого периода времени.
Метеограмма отображает график изменений для каждого погодного параметра. Удобно, когда нужно быстро получить представление о любых — даже самых небольших — изменениях погоды.
В настройках можно указать, в каких единицах измерения показывать прогноз: узлах, километрах в час, милях в час или по шкале Бофорта для скорости ветра, градусах по Цельсию или Фаренгейту для температуры, давление в милибарах или дюймах ртутного столба.
iGrib (iOS, Android)
Работает по тому же принципу, что и PocketGrib, то есть загружает GRIB-файлы с сервера GFS и накладывает их на карту. Набор данных стандартный: сила и направление ветра, высота волны, температура воздуха, осадки, облачность, атмосферное давление. Прогноз максимум десятидневный. Формат предоставления данных только один: накладываемые на карту информационные слои, которые можно выборочно отключать и менять уровень их прозрачности. Клик по определенной точке на карте вызывает окно с погодными значениями в этом месте. Как и в PocketGrib, можно настроить единицы измерения.
Windfinder (iOS, Android)
Прогнозы бесплатной версии этого приложения традиционно основаны на данных GFS. Горизонтальное разрешение составляет около 27 км. В платной версии к глобальной модели GFS прибавляются локальные модели для Европы, Северной Америки и Египта. Разрешение европейской и североамериканской моделей — 12 км, египетской — 7 км.
По клику на одну из избранных локаций открывается детальный прогноз на 7 дней с шагом в 3 часа. В платной pro-версии доступен почасовой прогноз, но только для трех локаций. Прогноз включает в себя данные о силе и направлении ветра, температуре воздуха, осадках, высоте волн и приливно-отливных течениях.
Интересно, что здесь есть даже информация о скорости ветра в порывах — довольно редкое явление в погодных приложениях.
Экран «Report» («Отчет») показывает график изменений силы и направления ветра для выбранной локации за последние 12 часов. Он позволяет быстро отследить тенденцию, например, на приведенном ниже графике видно, что ветер в течение дня усиливался.
PredictWind (iOS, Android)
У PredictWind два источника данных — GFS и CMC (модель канадской метеорологической службы). Как утверждают авторы приложения, они разработали собственную систему прогнозирования погоды, которая учитывает рельеф местности.
Бесплатная версия PredictWind включает в себя 7-дневный почасовой прогноз направления и скорости ветра, температуры воздуха над водой, высоты, частоты и направления волн, количества осадков и облачности разрешением в 100 км. Одновременно можно узнать погоду только в трех заданных точках. Карта в бесплатной версии есть только для ветров, остальная информация предоставлена в таблицах и графиках. Карта волн, температуры поверхности воды, карты дождей и облаков доступны в платных версиях. Самая дорогая, профессиональная, предлагает очень хорошее разрешение в 1 км.
Дополнительно в платных версиях есть GPS-трекинг, позволяющий родным и друзьям отслеживать местонахождение судна, и инструменты для планирования маршрута с учетом погодных условий — прокладывание самого быстрого маршрута и расчет наиболее удачной даты отплытия.
Одна из наиболее интересных функций Predictwind — возможность передачи GRIB-файлов с помощью спутниковой связи, что делает эту программу незаменимой в длительных оффшорах, когда нет интернет-соединения.
Не зря среди профессиональных пользователей PredictWind — тактик Emirates team NZ Рэй Дэвис и обладатель Кубка «Америки» 2003 года штурман Эндрю Кейп.
Weathertrack (iOS)
Это приложение загружает GRIB-файлы целого ряда источников: американской GFS, кипрского Центра океанографии, норвежского метеорологического института, Tidetech (компании-поставщика данных для Кубка «Америки» и Volvo Ocean Race 2011 года), некоммерческой организации Sailmail и немецкого Федерального ведомства морского судоходства и гидрографии.
Как и PredictWind, оно может получать апдейты без интернет-соединения, обновляясь через спутник.
В общем, любимое приложение Team Artemis Racing со всеми фишками влетит вам в копеечку. Зато в обмен вы получите настоящий «швейцарский нож» среди погодных аппов.
Так выглядит картинка по ветру в популярной GRIB-смотрелке ZyGrib
GRIB-файл с картой ветра
Поскольку большинство яхт перемещаются по морю, а не стоят на одном месте (на самом деле всё происходит с точностью до наоборот, но это не важно), то и погоду яхтсмену хочется знать не в одной точке, а сразу в нескольких. Чтобы можно было маршрут планировать, чтобы пути отхода (и порты захода) легче находить, чтобы точнее рассчитать время прибытия, в общем много для чего. Самый удобный формат для этого — метеокарта с указанием ветра, давления и осадков, по возможности подробная.
В данной статье мы рассмотрим практические аспекты использования файлов формата GRIB для обеспечения безопасного и комфортного плавания на яхте. Основа — более двадцати тысяч миль, пройденные за последние годы в походах и перегонах.
Что ещё за GRIB-ы?
Раньше для просмотра метеокарты с прогнозом ветра надо было зайти на сайт, посмотреть на одну картинку, потом на другую и так далее. До четырех карт в день. Запомнить нереально, надо записывать. Я раньше так и делал, кстати: брал и записывал файлы с картинками погоды, помечая их в формате ДД-ЧЧ, то есть день и час, чтобы они выстроились в алфавитном порядке. А в плавании прокручивал, на борту интернета-то не было. Подробность низкая, мороки много. Если вы поклонник старых проверенных решений, то добро пожаловать на сайт passageweather.com, там можно записать в виде архива последовательность метеокарт и потом их прокручивать.
Хорошо, что умные люди додумались: подробность ветровых карт не такая и высокая, разрешение обычно составляет 1 градус (сейчас уже половина, и даже четверть градуса, а иногда и того меньше!). Значит, можно составить таблицу для точек пересечения линий координатной сетки, и для каждой точки записать компактненько все, что нам требуется: скорость и направление ветра, температуру, облачность, давление. И дальше получившуюся матрицу наложить на карту, которая заранее записана на компьютер. Или телефоно-планшет. Получилось фантастически удобно. Настолько, что человек-изобретатель такого формата однозначно достоин памятника. (Кстати, если вы не знаете, кому такому выдающемуся слепить памятник, смело ваяйте ему. Яхтсмены, я уверен, вас поддержат и быстро скинутся, я буду в числе первых, обещаю).
Так вот, формат этот получил название GRIB, что значит Gridded Regularly-distributed Information in Binary form). Или в простонародье гриб-файлы. Вот их и вожделеют яхтсмены перед выходом в море, за ними бегут в интернеты. Ради них устанавливают спутниковые антенны на мачты и арки своих яхт, а вовсе не затем, чтобы в фейсбучек тупить.
Американское агенство NOAA безвозмездно, то есть даром, раздает GRIB-файлы с прогнозом модели GFS для любой точки мира.
Где cкачать GRIB?
В большинстве программ для просмотра гриб-файлов есть механизм скачивания GFS-метеоданных с серверов NOAA: надо выбрать район, длительность, разрешение и частоту, а также какие данные качаем (ветер, порывы, температуру, осадки, влажность, давление и т.д.). Чем больше данных, тем больше «весит» файл. Если это не критично (вайфай в кафе), то выбирайте все параметры, суть которых понимаете. Если интернет-трафик лимитирован, постарайтесь ограничить длительность, район и данные (ветер, давление, осадки). Правильно подобранные параметры сокращают размер файла до 100 килобайт и даже меньше, что позволяет качать GRIB-ы даже через спутниковую связь.
PredictWind — отличный погодный сервис. Да, он платный, но стоимость вполне посильная (я плачу 20 долларов в год за базовую подписку), а качество очень высокое, есть четыре прогнозные модели высокого разрешения, с сеткой 50 и 8 км (на некоторые районы также доступен прогноз высокого разрешения, 1 км). Однако для скачивания гриб-файлов предикт-винд предлагает воспользоваться собственной программой. Бонус — она может (при должной подписке) планировать наилучшее время выхода и маршрут с учетом ветра, а также умеет оптимизировать интернет-трафик для спутниковых терминалов Iridium.
Чем смотреть на компьютере?
Также существуют специализированные сервисы, такие как старый добрый ViewFax, GRIBview, MaxSea и SailMail, оптимизированные для работы через медленную и дорогую спутниковую связь.
Тут мы подходим к еще одной интересной теме: просмотр погоды в картографических программах. Сейчас показывать погоду и накладывать ее на карту могут не только программы-плоттеры для компьютеров, но и стационарные карт-плоттеры, устанавливаемые на борту яхт. Для этого надо скачать прогноз на Micro-SD-карточку и вставить в слот карт-плоттера. Затем немного поколдовать, и — вуаля! По сравнению с просмотром прогноза на планшете или смартфоне это те ещё «танцы с бубном», однако и результат приятный.
Чем смотреть на смартфоне/планшете
В первую очередь PocketGrib (для андроид бесплатно, для iOS за деньги), Weather4D (версии для Andoid и iOS), PredictWind (Windows, MAC, iOS, Android).
Ограничения и недостатки
Прогнозы, представленные в виде GRIB-файлов, стали в последнее время настолько наглядны, подробны и убедительны, что многие яхтсмены начинают воспринимать их, чуть ли не как расписание электричек. А ведь это прогноз, он носит вероятностный характер, и даже картина на ближайшие сутки может содержать существенные ошибки.
местные особенности: прогнозы синоптического масштаба не учитывают явления мезо- и микро-масштаба: усиления на мысах, катабатический ветер в долинах, зоны ускорения или наоборот, штилевые пятна за высокими горами. Это отностися в первую очередь к прогнозам модели GFS, но и прогнозы мезомасштаба могут неверно обрабатывать местные явления;
ошибка глубины прогнозирования: зачастую GRIB-прогноз дает точную картину на ближайшие 3 дня, а дальше начинает откровенно «врать». Так например, этим летом мы шли из Франции в Средиземное море, и всё это время прогноз давал восточный ветер в Гибралтаре на ближайшие три дня, который потом должен был стихнуть до штиля и затем развернуться, но по мере приближения дата «разворота» всё смещалась и смещалась. Так в итоге и проходили Гибралтар по встречному ветру, вопреки ранним прогнозам (и в полном соответствии с прогнозами краткосрочными);
ошибка модели: зачастую одна модель дает точный прогноз, а другая ошибается, но по прошествии некоторого времени в том же районе наоборот, вторая модель оказывается точнее первой. Поэтому важно скачивать и смотреть несколько различных моделей (именно разных моделей, а не одну и ту же прогнозную модель с разных сайтов) и сравнивать. Как правило, совпадение прогнозов говорит об их более высокой достоверности, и наоборот: когда прогнозы противоречат друг другу, следует удвоить бдительность и исходить из худшего сценария. Но бывает, что несколько прогнозных моделей на протяжении существенного времени ошибаются: мы шли из Гибралтара в Турцию весной 2017 года и на протяжении недели все прогнозы давали очень неточную картину. В конечном итоге, мы перестали на них ориентироваться, и просто смотрели на небо.
Каким бы точным ни казался прогноз, необходимо его сопоставлять с картой метеорологического анализа, а также с данными непосредственных наблюдений. Также для понимания краткосрочной картины полезно посмотреть на спутниковую картину облачности на сайте sat24.com.
Пример карты метеорологического анализа (её постоянный адрес http://www.opc.ncep.noaa.gov/A_e_sfc_color.png ):
Хороших вам прогнозов, доброго моря и семь футов под килем!
Программа zygrib для определения погоды
Про карты погоды
В левом стобце приведены карты ветра с трехчасовым интервалом. Обратите внимание, что на открытых пространствах на порывах скорость ветра может возрастать в два раза. На карте также приведены изобары давления с шагом в 1 мб.
Правый стобец содержит карты осадков с трехчасовым интервалом. На карте осадков также опубликована температура в градусах Цельсия и приведены изобары давления с шагом в 1 мб.
Для просмотра метеокарты в полном размере нажмите на уменьшенное изображение. Время на метеокартах калининградское. Время публикации прогноза указано в левом нижнем углу изображения.
Зачем мне карты погоды?
Глядя на метеокарты, мы можем сами определить вероятность прогноза. Если мы видим холодный фронт, который должен пройти севернее калининградской области, то существует вероятность, что по каким-то причинам он пройдет южнее и все-таки нас заденет. Или же, например, этот фронт начнет двигаться быстрее и придет к нам раньше. А если мы видим, что вокруг нет ничего подозрительного, то можно быть уверенным, что прогнозы метеорологов оправдаются.
Метеокарты не сделают из Вас метеоролога, и в сложных условиях Вы не сможете сами сделать верного прогноза, но чтение метеокарт даст ключ к пониманию прогнозов и позволит оценить их вероятность.
Эпоха цифры: «грибной» дождь
Как много изменилось за последние 15 лет в мире морских метеопрогнозов! Сложно поверить, что еще несколько лет назад всё было совсем по другому.
С того далекого дня в июле 1998 года прошло 15 лет. Многое в парусном спорте безвозвратно изменилось, и в прогнозировании погоды произошла не одна, а несколько тихих революций. Ушли в прошлое бумажные карты погоды и скрупулезное вывешивание распечаток в офисах марин стало скорее традицией, чем жизненной необходимостью. Сначала в наиболее развитых странах, а затем и повсеместно, основным источником свежей погодной информации стал Интернет.
Эта статья состоит из двух частей: в первой статье я попробую рассказать, как правильно пользоваться GRIB файлами, на примере наиболее распространённой и популярной модели GFS. Во второй части речь пойдёт об основных отличиях различных математических моделей, используемых в прикладной метеорологии, лежащих в основе получаемых яхтсменами прогнозов. В ней мы рассмотрим с вами разнообразные альтернативы GFS, которые доступны как на платной, так и на бесплатной основе.
Модель GFS
Итак, как делаются прогнозы?
Самой популярной и распространенной метеорологической моделью используемой разнообразными сайтами с прогнозами погоды является модель GFS. Собственно, GRIB-файлы содержащие данные, полученные по этой модели, вы и увидите скачивая данные в популярных программах GRIB.US, zyGRIB или pocketGRIB.
Браузеры GRIB-файлов
Что выбрать? В принципе, все просматривалки “грибов” устроены примерно одинаково. Подведя мышь к интересующей вас точке, вы можете узнать в ней скорость ветра, высоту и направление волнения,температуру и другие параметры. Вы также можете прокручивать время на карте вперёд и назад, обычно с интервалом в 3 или 6 часов и наблюдать тенденцию развития погодных условий. Однако по богатству функциональных возможностей и количеству параметров которые можно отсматривать, с большим отрывом в моём личном рейтинге лидирует zyGRIB. Несмотря на некоторые сложности с установкой, эта программа идеально подходит для нужд яхтенного шкипера, планирующего переход.
Давайте посмотрим как правильно пользоваться получаемыми в GRIB-файлах данными и делать из них выводы.
Скорость ветра
Многие простые просматривалки GRIB-файлов показывают скорость и направление ветра только в виде условных хвостатых стрелочек на карте. Это не очень удобно, поскольку в качестве стрелок показываются так называемые “средние” значения ветра (wind), и опускаются данные о скорости ветра на порывах (wind gusts). Более сложные программы, такие как, например zyGRIB, покажут, что среднее значение ветра в интересующей нас точке 15 узлов, но на порывах можно ждать до 25 узлов ветра. (Именно этим фактом объясняется добрая половина сообщений о неточных прогнозах и скорости ветра в GRIB-файлах: обращайте внимание на значения скорости ветра на порывах!)
Волнение
Новость последних двух лет: вместе с моделью GFS многие программы подгружают сразу данные волновой модели FNMOC-WW3. Сама по себе модель GFS не генерирует информации о том, что происходит с волнами, поэтому на основе её данных запускается дополнительная компьютерная модель. В модели есть информация как об остаточной зыби (swell), так и о ветровой волне (wind). Отдельным параметром идёт вероятность появления срывающихся гребней волн (whitecaps).
Температура, влажность и “точка росы”
Атмосферные фронты
Для того чтобы увидеть как расположены в системе атмосферные фронты, используйте карты IAC fleetcode, которые можно загрузить в zyGRIB на текущий и на следующие дни, или скачивайте с сайтов NOAA и MetOffice “классические” карты с прогнозом погоды, которые предсказывают погоду вплоть до 120 часов вперёд. Фактичеcки, это та же карта что и в вашем браузере GRIB-ов, с нанёсенными на неё фронтами.
Точность прогнозов
Преподавая курс метеорологии в парусной школе я в числе прочего всегда упоминал о том, что “грибам” не надо верить на 100%, что нужно использовать 2-3 ( а лучше 5!) источников погодной информации, но на вопрос “почему?” всегда придумывал какие-то обтекаемые ответы.
Внимательное изучение сайтов метеорологических ведомств подтвердило догадку: бесплатные GRIB-файлы и метеоофисы публикуют информацию полученную разным способом. Так для меня открылся волшебный мир погодных математических моделей мезомасштаба, и результатами этого небольшого исследования я хотел бы поделиться с вами во второй части этой статьи.