気象予報数値モデルのダイナミックな3次元見える化
気象機関が公開している、数値予報モデルの格子点データを、WebGLで3次元グラフィック表示します。
この手の話は、他にも多くの方々が実現していますので、検索するといろいろ出てきます。例えば、
といったサイトがあります。これら素晴らしくって、地球表面の風速を粒子のアニメーションで表現し、一日中見ていても飽きないです。データも正確で技術的にも参考になります。ぜひ皆さんも参考にしてください。当サイトも、これらと同じように粒子の動きをアニメーションさせますが、経度緯度だけでなく高度も含めた3次元見える化をしています。
地球表面は数十キロ程度の薄い空気の層ですが、この高度によって気象情報が変わります。例えば、中緯度、高度十キロ付近にはジェット気流が流れていますが、この流れ方が地上の気象現象にも影響を与えます。このような高度等気圧面を含めた全体像を、一度に、ダイナミックに、可視化します。
そのため、ちょっと盛っていたり、データを省いていたりしてますので、その点ご了承ください。(詳細は注意事項に記載します。)
これを眺めて、地球上の気象現象の、躍動感、輪場感も含めて感じていただき、防災にも役立てられればと思います。
NOAAが提供しているGDAS 0.25度モデルを使用してます。
毎日6時間ごとに更新がされており(UTC 0:00,6:00,12:00,18:00)、そこから3時間後毎の予測値を6日分まで取得しています。
データがシステムへ反映されるリードタイムは今の環境で5時間後ぐらいです。結構かかります。ご了承ください。
ほとんど、直感的に操作できます。
時刻の変更は、下部の、ものさしを左右にドラッグしてください。
ものさしの目盛りは3時間毎で、0:00の線に日付を表示してます。明るい赤線の位置の目盛りが表示される気象情報の時間のとなります。
暗い赤線は表示している気象情報を予測した時刻です。
緯度経度は、マウスの場合は画面のドラッグです。拡大縮小はマウスホイールを利用してください。
モバイルやタブレットの場合は、二本指でスライドしてください。拡大縮小はピンチでできます。後で説明しますが、1本指でスライドした場合は3次元でのカメラ角度が変わります。
風は粒子の移動で表します。粒子の高さの範囲を、右端のサイドバーの2つのトグルで等気圧面で調整します。 例えば、上を700hPa、下を900hPaに設定すれば、等気圧面700hPaと900hPaの間の風の動向が表現されます。
時刻のものさしの上、カラースケール右上あたりの気象要素の表示ボタンをクリックすると、色で表現している気象情報を変更することができます。 選択できる気象要素は以下:
略語 | 気象要素 | 単位 |
WIND | 風速 (Wind Speed) | m/s |
TMP | 温度 (Temperature) | C |
RH | 相対湿度 (Relative Humidity) | % |
TTD | 湿数 (Dew Point Depression) | C |
POTMP | 温位 (Potential Temperature) | C |
EQPOTMP | 相当温位 (Equivalent Potential Temperature) | C |
HGT | 高度 (Height) | m |
SLPRES | 海面校正気圧 (Sea Level Pressure) | hPa |
PRATE | 降水量 (Precipitation rate) | mm |
VVEL | 鉛直速度 (Vertical Velocity) | Pa/s |
TCDC | 全雲量 (Total Cloud Cover) | % |
画面右下のアイコンをクリックすることで地上の気象情報か、高高度等気圧面の気象情報を選択できます。
アイコン の場合は、地上の情報を色表示します。
アイコンの表示の場合、右端のサイドバーのトグルで赤く表示されている等気圧面の気象要素情報を色表示します。上下のトグルをタッチして選択できます。ただし、気圧面の情報が表示できないものがあります。
等気圧面での表示できる気象要素は、それぞれ以下のとおりです。
- | 気圧面 | 気象要素 |
地上 | - | HGT, WIND, VVEL, TMP, RH, TTD, POTMP, EQPOTMP, SLPRES, PRATE, TCDC |
等気圧面 | 1000hPa, 850hPa, 700hPa, 500hPa, 300hPa | HGT, WIND, VVEL, TMP, RH,TTD, POTMP, EQPOTMP |
等気圧面 | 200hPa | HGT, WIND, VVEL |
表示できない気圧面が選択されている場合、サイドバーの選択トグルは灰色になります。
画面右下アイコン右から二番目のアイコンをクリックして赤色にすると、特定地点選択モードです。
赤色の状態で地図上の何処かをクリックするとポイントが選択され、その地点の要素の数値情報が表示されます。ポイントは2箇所まで選択でき、2箇所以上選択された状態でアイコンを数回クリックするとリセットされます
パソコンによるマウスの操作の場合、Shiftキーを押しながら、画面中央をドラッグすると、表示の画角を変更することができます。タブレットなどの場合は1本指でスライドすると角度が変わります。
左下のサイドバーは標高の倍率を表します。倍率を上げると縦方向の風の流れが大げさに表示されるので、鉛直方向の風向を観察することができます。(実体とは合わないのでそこは注意です)
もともとelmの勉強として、趣味でなにか作ろうと考えたサイトのため、フロントエンドは、ほとんどelmです。WebGLの部分も、elmのパッケージを利用しています。ただし、WebGLの部分は勉強中のみで、プリミティブなことしかしてません。
バックエンドにはpythonを利用しています。gdalライブラリでGFSの各情報を抽出しています。
地図情報は、Naural Earthを利用しています。
Made with Natural Earth. Free vector and raster map data @ naturalearthdata.com.
気象データにはNOAAのデータを利用しています
Blog を開設してますので、そちらからご連絡ください。