Door de EU gefinancierde onderzoekers hebben tot op de minuut probabilistische voorspellingen voor winterweer ontwikkeld die het luchtverkeer en de luchthavenexploitanten in staat stellen hun operaties efficiënter te maken en de risico's te beperken.

Het Horizon2020 SESAR PNOWWA-project ontwikkelde methoden voor de probabilistische kortetermijnvoorspelling van winterweer. Dit EU-initiatief wordt gefinancierd in het kader van de gemeenschappelijke onderneming SESAR, een publiek-private samenwerking die is opgezet om het Europese luchtverkeersbeheersysteem (ATM) te moderniseren. Deze methoden beoordelen ook onzekerheid met behulp van 4-D-trajecten om te helpen bij ATM.

Het concept van 4D-trajecten is gebaseerd op de integratie van tijd in het 3D-traject van een vliegtuig, waardoor het vrijwel onbeperkt kan vliegen, zo lang mogelijk optimaal traject. Om dit te behalen, echter, het vliegtuig moet zeer nauwkeurig een aankomsttijd over een aangewezen punt halen. 4-D trajectmanagement is een noodzakelijk concept om tegemoet te komen aan de toekomstige groei van het luchtverkeer.

Probabilistische voorspellingen worden gebruikt in ATM-toepassingen ter ondersteuning van de operationele planning in oppervlaktebeheer en ATM-besluitvorming, waardoor de luchthavencapaciteit wordt vergroot, vertragingen te verkorten en de veiligheid te bevorderen. PNOWWA onderzocht technieken die de kwetsbaarheid van de planning van ATM-operaties kunnen verminderen vanwege de moeilijkheid om winterse weersverschijnselen te voorspellen.

Nauwkeurige kortetermijnvoorspellingen

"Nowcasting" is een techniek voor voorspellingen op zeer korte termijn, die het huidige weer in kaart brengt, gebruikt vervolgens een schatting van zijn snelheid en bewegingsrichting om het weer voor een korte periode vooruit te voorspellen - ervan uitgaande dat het weer zal bewegen zonder significante veranderingen. Het is gebaseerd op een extrapolatie van de beweging van weerradar-echo's en kan worden gebruikt om de voorspelbaarheid van veranderingen in de sneeuwvalintensiteit te verbeteren.

"We hebben een methodologie en onderzoeksprototype ontwikkeld dat in staat is een zeer korte termijn (0-3 uur, nowcast) probabilistische winterweersvoorspellingen van sneeuwval en ijzel in tijdsintervallen van 15 minuten, ", zegt projectcoördinator Dr. Ari-Matti Harri. Het consortium was ook gericht op het verbeteren van het begrip en de voorspelbaarheid van veranderingen in de sneeuwvalintensiteit veroorzaakt door onderliggend terrein, zoals bergen en zee.

Verder, onderzoekers identificeerden en promootten het gebruik van waarschijnlijkheidsvoorspellingen op verschillende niveaus van ATM-operatiebeheer. Ze pasten ook waarschijnlijkheidsvoorspellingen toe op verschillende luchthavenactiviteiten, waaronder ijsvrij maken, vraag naar luchthavens en capaciteitsbalancering, en landingsbaanonderhoud van het luchthavenbedrijf.

Aanvullende activiteiten waren onder meer verbeterde baandoorvoer (procedures voor slecht zicht), torenactiviteiten op afstand en capaciteitsbalancering van het netwerk door de kans op sneeuwval op alle luchthavens in het netwerk te vergelijken. "We hebben zowel offline als online onderzoeksdemonstraties uitgevoerd op de Local Operative User Environment-site die de invloed van het onderliggende terrein op de nauwkeurigheid van de voorspelling vertegenwoordigen, " legt dr. Harris uit.

Toekomstige voordelen

Projectpartners streven er nu naar om de doorlooptijd te verlengen tot 48 uur door voorspellingen van het numerieke ensemble-voorspellingssysteem (EPS) op te nemen in de huidige PNOWWA nowcast. "De numerieke EPS zou naadloos worden gemengd en samengevoegd met de probabilistische nowcasts. Dit zou een uitgebreide voorspelling creëren die tot 48 uur kan worden verlengd, de meest betrouwbare voorspelling wordt gegeven voor de eerste drie uur gegeven door de huidige PNOWWA-methode, " Dr. Harris merkt op.

De resultaten van PNOWWA kunnen effectief worden gebruikt bij gezamenlijke besluitvorming op luchthavens, bij operaties bij slecht zicht en bij planningsprocedures voor luchthavenoperaties. Virtuele torens op afstand kunnen ATM-services voor meerdere luchthavens op één centrale locatie lokaliseren. Dit schept mogelijkheden voor synergie en besparingen, een ander ontwikkelingsgebied dat in de toekomst kan profiteren van waarschijnlijke winterweerinformatie.