Od petka nas čaka do konca leta večinoma sončno in suho zimsko vreme

24. decembra, 2025

AIGFS: Revolucija umetne inteligence v vremenskem napovedovanju NOAA

V svetu vremenskih napovedi je prišlo do revolucionarnega premika, ki ga je pred kratkim uvedla ameriška Nacionalna oceanska in atmosferska uprava, znana kot NOAA. Gre za novo generacijo vremenskih modelov, ki temeljijo na umetni inteligenci, med katerimi izstopa AIGFS oziroma Artificial Intelligence Global Forecast System. Ta model predstavlja AI-izboljšano različico klasičnega Global Forecast System ali GFS, ki je dolga leta veljal za enega izmed temeljnih stebrov globalnega vremenskega napovedovanja. Uvedba AIGFS ni le tehnološki dosežek, ampak tudi korak k bolj učinkovitemu in natančnejšemu predvidevanju vremenskih pojavov, ki lahko reši življenja, zaščiti premoženje in izboljša gospodarske odločitve po vsem svetu. V tem članku bomo podrobno raziskali, kaj je AIGFS, kako deluje, kakšne so njegove prednosti in omejitve ter kakšen vpliv ima na prihodnost meteorologije.

Začnimo z osnovami. AIGFS je bil uradno uveden kot del širšega nabora AI modelov, ki jih je NOAA razvila v okviru projekta EAGLE. Ta projekt je namenjen hitremu testiranju in uvajanju inovacij na področju umetne inteligence v operativno napovedovanje vremena. AIGFS ni samostojen; spremljata ga še AIGEFS, ki je ansambelska različica z več scenariji, in HGEFS, hibridni model, ki združuje AI z tradicionalnimi fizikalnimi pristopi. Osnovni namen AIGFS je zagotoviti hitrejše in bolj učinkovite napovedi, ki temeljijo na strojnem učenju, namesto na kompleksnih fizikalnih enačbah, ki jih uporabljajo klasični modeli. Tradicionalni GFS zahteva ogromne računske vire, saj simulira atmosferske procese z matematičnimi enačbami, ki upoštevajo fiziko, kot so Navier-Stokesove enačbe za gibanje zraka, termodinamiko in interakcije z oceanom. V nasprotju s tem AIGFS uči iz zgodovinskih podatkov in jih uporablja za predvidevanje prihodnjih stanj, kar močno skrajša čas izračuna.

Razvoj AIGFS temelji na pionirskem delu podjetja Google DeepMind, natančneje na modelu GraphCast, ki je bil javno objavljen leta 2023. GraphCast je dokazal, da lahko AI modeli dosežejo primerljivo ali celo boljšo natančnost kot tradicionalni sistemi, vendar z bistveno manj računske moči. NOAA je ta koncept prilagodila svojim potrebam, tako da je model trenirala z lastnimi podatki iz GFS, kar zagotavlja boljšo združljivost z ameriškimi začetnimi pogoji, kot so satelitski podatki, radarske meritve in opazovanja z baloni. Proces treniranja vključuje obdelavo ogromnih količin zgodovinskih vremenskih podatkov – milijarde točk, ki zajemajo temperature, tlake, vlago, vetrove in druge spremenljivke na globalni mreži. Model uporablja grafne nevronske mreže, ki predstavljajo Zemljino atmosfero kot graf z vozlišči in povezavami, kar omogoča učinkovito modeliranje kompleksnih interakcij. Za razliko od fizikalnih modelov, ki rešujejo diferencialne enačbe korak za korakom, AIGFS napoveduje neposredno iz vhodnih podatkov, kar ga naredi izjemno hitrega.

Ena izmed največjih prednosti AIGFS je njegova hitrost. Klasični GFS potrebuje ure za izračun 16-dnevne napovedi na superračunalnikih, ki porabijo ogromno energije. AIGFS pa to opravi v nekaj minutah in uporablja le 0,3 odstotka računske moči, ki jo zahteva GFS. To pomeni približno 1000-krat večjo učinkovitost, kar je revolucionarno za operativne centre, kot je National Weather Service. Manjša poraba energije ne le zniža stroške, ampak tudi zmanjša ogljični odtis, kar je pomembno v času podnebnih sprememb. Poleg tega omogoča pogostejše posodobitve napovedi – namesto štirikrat na dan lahko modeli tečejo pogosteje, kar izboljša odzivnost na hitro spreminjajoče se vremenske razmere, kot so atmosferski reki ali nenadne nevihte.

Kar zadeva natančnost, AIGFS kaže izboljšave na več področjih. Po začetnih testih NOAA je model boljši pri napovedovanju velikih vremenskih vzorcev, kot so visoki in nizki tlaki, ki vplivajo na globalno cirkulacijo. Posebej izstopa pri sledenju poti tropskih ciklonov, kjer zmanjša napake v progah za daljše časovne obdobja. Na primer, v simulacijah atmosferskega reke, ki je decembra 2025 prizadela pacifiški severozahod ZDA, je AIGFS natančno napovedal obilne padavine, kar je pomagalo pri opozarjanju na poplave. Vendar pa trenutna različica 1.0 še ni popolna; slabše napoveduje intenzivnost tropskih ciklonov, kot so hurikani, kjer lahko podceni ali preceni moč vetrov in padavin. NOAA že dela na izboljšavah, ki bodo vključevale dodatno treniranje z podatki o ekstremnih dogodkih. Primerjave z drugimi modeli kažejo, da AIGFS presega tradicionalni GFS v mnogih metrikah, kot je RMSE (koren srednje kvadratne napake) za temperature in tlake, vendar zaostaja za evropskim ECMWF modelom v nekaterih regionalnih napovedih.

Verifikacijski graf NOAA med 18.11 in 18.12 prikazuje anomalijsko korelacijo (Anomaly Correlation Coefficient) za višino geopotenciala na 500 hPa nad severno poloblo. Vijolična črta predstavlja novi AI model AIGFS, ki v srednjeročnem obdobju (po 5–10 dneh) dosega najvišjo natančnost med vsemi testi – celo nekoliko presega tradicionalni ECMWF (rdeča črta) in močno izboljša klasični GFS (črna črta). Zgornji graf potrjuje statistično značilne izboljšave AIGFS in drugih EAGLE modelov v primerjavi z obstoječim GFS.

Primerjava z drugimi AI modeli je zanimiva. Evropski center za srednjeročne vremenske napovedi (ECMWF) je januarja 2024 uvedel AIFS, ki prav tako temelji na GraphCastu in ponuja podobne prednosti. AIGFS se razlikuje po tem, da je prilagojen ameriškim podatkom, kar ga naredi bolj primerna za napovedi nad Severno Ameriko. Googleov GraphCast in drugi, kot je Anemoi, služijo kot okvirji za razvoj, vendar AIGFS predstavlja prvo operativno implementacijo v ZDA. Prednosti so očitne: v času podnebnih sprememb, ko ekstremni dogodki postajajo pogostejši, hitrejše napovedi omogočajo boljšo pripravo na poplave, suše, nevihte in hurikane.

Prihodnje izboljšave so že v načrtu. NOAA namerava izdati različico 2.0, ki bo bolje obravnavala intenzivnost tropskih sistemov in vključevala več spremenljivk, kot so oceanske tokove in aerosolni delci. Integracija z drugimi sistemi, kot so regionalni modeli, bo omogočila finozrnate napovedi za manjše območja. Dolgoročno lahko pričakujemo, da bo AI postal standard v meteorologiji, morda celo v kombinaciji z kvantnim računalništvom za še večjo hitrost.

WeatherBELL je dal na voljo celoten nabor izdelkov za ta nabor podatkov(zemljevidi, meteogrami, howmollerjevi diagrami, telekonekcije). Podatki se proizvajajo 4-krat na dan, z napovedanim trajanjem 15 dni in prostorsko ločljivostjo 0,25 stopinje za vsa polja.

Klasična karta na 500mb za severno hemisfero

Kolikšna je verjetnost da bo padlo več kot 50mm padavin v določenem času.

Temperaturne anomalije posameznih članov na višini 2m za določen datum glede na 1991-2020.

Skupna višina padavin pri posameznih članih za LJP, zelena kaže povprečje, modra kontrolni član.

Temperatura na 2M vseh 30 članov + kontrolni za LJP.

500mb višina in tempeatura na 850mb

Hovmöllerjev diagram

NAO indeks

Od petka nas čaka do konca leta večinoma sončno in suho zimsko vreme

Poglejmo si najprej stanje v atmosferi, na EP fluxu vidimo za petek močno konvergenco, modro območje v zgornjem delu troposfere med 200-400mb in med 40N in 60N. Najprej vidimo dolge puščice usmerjene navzgor iz nižje troposfere, na okoli 300mb pa puščice navzdol, kar pomeni da vidimo odboj. In vzrok tega odboja je močna blokada nad Skandinavijo. Tu se Rossbyjevi valovi lomijo in odlagajo svoj zahodni momentum, kar povzroča lokalno upočasnitev zonalnega vetra in v tem primeru se bo obrnil v vzhodno smer. Višje gor (nad 100 hPa) pa puščice še vedno gredo navzgor in proti polu, na vrhu stratosfere pa preidejo v rdeče območje z divergenco – to je krepitev zahodnih vetrov v zgornjem delu.

EP Flux kaže na močan odboj pri 60N

To krepi skandinavsko blokado

Stanje polarnega vrtinca v prihodnjih tednih bo močno odvisno od razvoja Madden-Julianove oscilacije. Če se MJO okrepi nad Indijskim oceanom v fazah 2 do 4, to prinaša pozitiven atmosferski kotni momentum, ki krepi zahodne vetrove v stratosferi.

MJO se širi proti Indijskemu oceanu in verjetno naprej nad Pacifik

Kot je videti po RMM se MJO ne bo dolgo širil v Indijskem oceanu

Krepitev MJO v Indijskem oceanu bi vodila v močnejši vrtinec, pozitivni AO/NAO in milejši tip vremena za Evropo. Če pa se MJO premakne nazaj nad zahodni Pacifik v fazi 6 in 7 z višjo amplitudo, to povzroči negativen kotni momentum, kar spodbuja novo fazo prenosa vrtincev in valovne energije proti polu.(to smo videli konec novembra) V tem primeru bi vrtinec lahko ponovno oslabel, blokade bi se podaljšale in hladni prodori v Evropo bi bili bolj verjetni tudi v januarju. Tisti, ki je pozoren na graf hitrosti zonalnih vetrov od ecmwf, lahko opazi, da vrtinec tudi na 10mb postopno izgublja na moči. Trenutno kaže, če pogledamo spodaj AAM dvig na rahlo pozitivne vrednosti, ravno ko se začne prehodno širiti po Indijskem oceanu. Vendar to verjetno bistveno ne bo vplivalo na vreme nad Evropo, saj bomo še vedno v inercialni fazi z negativnim AAM (-AAM). Novembrska motnja polarnega vrtinca in prejšnji tropski signali so odvzeli veliko zahodnega momentuma, kar je oslabilo vrtinec in spodbudilo blokade. Sedaj bo MJO hitro prehajal v faze nad Indijskim oceanom, ki podpirajo +AAM, vendar se ta faza kmalu umiri. Kljub temu se negativni momentum ne izgubi takoj – atmosfera ga “nosí po inerciji” še nekaj tednov naprej, kar vzdržuje pogoje za blokade in šibkejši vrtinec, tudi če tropski pogon popusti. Tako da jaz vidim blokadne situacije še naprej, globoko v januar. AAM gre proti -1 sredi januarja, kar pomeni točno to, kar sem napisal širjenje MJO nad Pacifik z višjo amplitudo.

AAM bo večino obdobja negativen

Skratka, če na kratko povzamem zima z blokadnimi situacijami bo nad Evropo trajala še naprej, ker je polarni vrtinec ranljiv v spodnjem in srednjem delu stratosfere. Samo blokada se bo preselila, kot sem napovedal v zadnjem članku iz območja Skandinavije proti Britanskemu otočja.

Ranljivost spodnje stratosfere vidimo po pozitivnih anomalijah nad polom, kjer se razvije v okolici Islandije razvije izrazit val 1

Padavine se bodo danes od juga ob vplivu vremenske fronte in približevanju sredozemskega ciklona nekoliko okrepile. Kot sem napovedal pa bo po nižinah južne in vzhodne Slovenije zapadlo med 5 in 10cm snega. Nad 500m lahko še precej več. V ljubljanski kotlini pa bo intenziteta padavin precej manjša zaradi fenskega učinka in mešal se bo dež s snegom.

Snežna odeja jutri zvečer, okolica Ribnice, Kočevja, Maribora in Logatca bo pokrita z 5-10cm debelo snežno odejo, nad 600m še precej več(vir imweather)

Opozoriti treba na močno burjo, ki bo ponekod presegala hitrost 100km/h

Jutri bo oblačno, na Primorskem se bo delno zjasnilo, predvsem na vzhodu bo občasno rahlo snežilo, na Primorskem bo pihala zmerna burja, najvišje temperature bodo med -1 °C in 3 °C, na Primorskem do 9 °C.

V naslednjih dneh bo ciklonsko območje nad Sredozemljem slabelo, jutri lahko zlasti na vzhodu pričakujemo občasno še rahlo sneženje. Do novega leta bomo videli tri polarne prodore čez zahodno Rusijo proti Črnemu morje, kar pomeni da bomo na robu polarnega zraka, ki bo prihajal iz arktičnega kroga. Prvi prodor bomo videli v petek, drugega v nedeljo in tretjega najverjetneje v sredo ali četrtek, torej na silvestrovo ali na novega leta dan.

V petek bo na Primorskem večinoma sončno, drugod bo sprva oblačno, čez dan se bo od severa jasnilo, na Primorskem bo pihala šibka burja, najvišje temperature bodo med -1 °C in 3 °C, na Primorskem do 10 °C.

Animacija(klikni sliko) prodorov polarnega zraka po modelu ecmwf AIFS

V soboto bo večinoma sončno, zjutraj po nižinah megla ali nizka oblačnost, krepil se bo temperaturni obrat, na Primorskem bo pihala šibka burja, najvišje temperature bodo med 0 °C in 4 °C, na Primorskem do 11 °C.

Kot je videti po animaciji bodo šli vsi prodori po vzhodni strani Alp, prvi prodor bo prinesel zaradi krepitve anticiklona nad Srednjo Evropo otoplitev v višinah, drugi prodor bo bližje in bo prinesel v nedeljo spet ohladitev v višinah. Po prehodu oslabljene fronte v nedeljo bo nekaj naslednjih juter v naslednjem tednu mrzlih. Čez dan pa se bodo temperature ob sončnem vremenu gibale med 0 °C in 5 °C, le na Primorskem bo nekoliko topleje.

V nedeljo bo večinoma sončno, zjutraj bo po nižinah megla ali nizka oblačnost, na severovzhodu bo prehodno zapihal severni veter, na Primorskem bo ob prehodu oslabljene fronte zapihala šibka burja, najvišje temperature bodo med 0 °C in 4 °C, na Primorskem do 13 °C.

Minimalne temperature na ponedeljkovo jutro(vir weatherbell)

V ponedeljek bo sončno z mrzlim jutrom, najvišje temperature bodo med 0 °C in 5 °C, na Primorskem do 9 °C.

Pri nas bodo pihali večinoma močni severni višinski vetrovi. Bomo videli kaj bo s tretjim prodorom okoli Silvestrovega, zaenkrat pa kaže na zmeren do močan severozahodni veter v višinah in sneženje severno od Alp, nas pa padavine zaradi vpliva Alp preskočijo. To je zaenkrat najbolj realna opcija.

Sinoptična situacija po skupinskem izračunu evropskega modela na novoletni dan

Sneženje na novoletni dan severno od Alp, nas padavine večinoma preskočijo in se nadaljujejo južno od nas

Torej okrepljena blokada nad Britanskim otočjem bi morala prinesti tudi kak prodor po zahodni strani Alp, ta se je pa na skupinskih izračunih obeh evropskih modelov pojavil okoli 5.januarja.