予報に基づく警報
予報に基づく警報プログラムに関するPDFファクトシート

予報に基づく警報（WoFまたはWoFS）は、米国海洋大気庁（NOAA）傘下の国立暴風雨研究所（NSSL）が実施している数値気象予報研究プロジェクトであり、竜巻警報、激しい雷雨警報、および鉄砲水警報の発表までの時間を短縮することを目的としています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] WoFSはクラウドベースで、コンピューティング費用を削減するために悪天候地域のみを対象としています

予測メカニズム

WoFSは、高速更新アンサンブル解析予報システムです。[ 5 ] WoFSは現在、3km、5分の時間解像度の予報を実行しており、3～6時間先を予測します。現在試作中の将来構成は1kmモデルです。WoFSは、高解像度高速更新（HRRR）モデル のコードから進化しました

HRRRとは異なり、WoFSは36のメンバーからなるアンサンブル予報であり、予報は18のメンバーを用いて生成されます。15分ごとにデータを迅速に同化できるアンサンブルカルマンフィルタを使用します。HRRRはThompson Aerosol Aware微物理モデルを使用するのに対し、WoFSはNSSL Double Moment微物理モデルを使用します。実験的なHRRRアンサンブルがWoFSモデルの境界条件を提供し、WoFSはGOES Cloud水/氷パス、レーダー、メソネット、その他の観測ソースからの観測データを追加します。このスキームは、激しい対流性嵐の発達と現実的な水文雨分布の生成に特化して調整されています。WoFSは、個々の嵐のアンサンブルモデリングを可能にします。

現在、計算リソースが限られているため、モデルは悪天候時に警戒レベルが高い地域でのみ運用されています。2021年の構成では、長さ900kmの正方形が使用されました。モデルボックスは、米国とカナダ南部の大部分をカバーするHRRR境界ボックス内のどこにでも移動できます。

HRRRとWoFSモデルの仕様の比較[ 6 ]
特徴／仕様HRRR（最先端のシングルラン）WoFS（この種のアンサンブルとしては初）
WRFベース、RUC LSM、36メンバーGSI-EnKF解析、3kmグリッド間隔、50垂直レベル✓✓
レーダー反射率を同化✓✓
レーダー速度を同化✓
GOES 晴れた空の輝き✓✓
GOES CWPを同化✓
複数のPBLスキーム✓
個々の危険の較正済みMLベースの確率✓
微物理学トンプソンエアロゾルアウェアNSSLダブルモーメント
データ同化リズム60分15分
出力の時間分解能15分5分
予測実行あたりの画像数約2,000約20,000

WoFSCastはWoFSのAIエミュレーションを実行し、良好な結果が得られています。より高速に結果を出力するため、より大規模なドメインや大規模なアンサンブル数を持つシステムにも使用できます。

運用アプリケーション

WoFSは、洪水地域とシミュレートされたハイドログラフ（FLASH）プロジェクトとWoFS-FLASHとして連携しており、ハイドログラフとグリッド流量データの予測出力を強化しています。[ 6 ]

タイムライン

2024年5月21日17zの予報実行。グリーンフィールド竜巻発生の3時間前に、アデア郡付近で低層の上昇気流が発生する確率が高いことを示しています

この研究プロジェクトは2010年にオクラホマ州ノーマンの国立気象センターで開始されました。[ 7 ]

2017年5月16日、致命的なEF2の竜巻がオクラホマ州エルクシティを襲いました。竜巻が発生する前に、オクラホマ州ノーマンにある国立気象局（NWSノーマン）の気象学者は、テキサスで嵐が発生するのを観測していました。NWSノーマンと同じ建物で働くNSSLには、NWSノーマンの気象学者に同行する気象学者がいました。NSSLの気象学者が監視していたWarn-on-Forecastシステムは、竜巻が発生するかなり前に、エルクシティ地域で竜巻が発生する可能性が高いことを示していました。その結果、国立気象局は「これらの嵐がオクラホマ州に移動する際には、激しい天候になる可能性があり、竜巻警報が発令される可能性が高い」という重要気象勧告を発令しました。勧告発令後、エルクシティ緊急管理者のロニー・ライゼンフーバー氏は、竜巻発生の約30分前に竜巻サイレンを鳴らし、エルクシティの住民に警告を発しました。その後、NWSノーマンはエルクシティに対し竜巻警報を発令しましたが、これは竜巻発生の28分前に発令されていました。これは、WoFSが国立気象局（NWS）のリアルタイム竜巻警報に影響を与えた初めての事例でした。 [ 8 ]

2018年5月にはNWSノーマン事務所で気象学者とともにテストが実施された。[ 7 ]

2024年5月21日、激しいEF4の竜巻がアイオワ州グリーンフィールド市を襲った。竜巻の数週間後、アメリカ海洋大気庁は竜巻の前と最中にテストされた実験的な警報システムの詳細を発表した。予報時警告システム（WoFS）と名付けられたこの新しい警報システムは、オクラホマ州ノーマンの国立気象センターに設置された危険気象テストベッドによって作成された。実験とテスト中、WoFSは午後2時から4時の間にアイオワ州グリーンフィールド周辺で「地表付近の回転」の高い兆候を示した。プレスリリースによると、75分後、激しいEF4の竜巻が上陸した。国立暴風雨研究所の科学者たちは、地元の国立気象局の予報官に竜巻の75分のリードタイムを伝えることができた。 [ 9 ] [ 10 ]

第119回米国議会へのトルネード法の再導入には、これまで大規模な悪天候時にのみ使用されていた予報時警告システムを通常の予報業務に導入することが含まれています。[ 11 ]

2025年4月4日、ブルームバーグとアクシオスは、予報モデルを実行し、Warn-on-Forecastクラウドビューアーをホストする国立暴風雨研究所（National Severe Storms Laboratory）のウェブサイトが、 NOAAとの契約終了とNOAAへのIT関連支出の50%削減指示を受けて、4月5日深夜に閉鎖される予定であると報じた。これはその後、 Amazon Web Servicesとの契約更新に伴い、7月31日に延期された。[ 12 ]

参考文献

  1. ^国立暴風雨研究所。「予報に関する警告：WoFS」。アメリカ海洋大気庁。2024年11月20日閲覧
  2. ^ Heinselman, Pamela L.; Burke, Patrick C.; Wicker, Louis J.; Clark, Adam J.; Kain, John S.; Gao, Jidong; Yussouf, Nusrat; Jones, Thomas A.; Skinner, Patrick S.; Potvin, Corey K.; Wilson, Katie A.; Gallo, Burkely T.; Flora, Montgomery L.; Martin, Joshua; Creager, Gerry; Knopfmeier, Kent H.; Wang, Yunheng; Matilla, Brian C.; Dowell, David C.; Mansell, Edward R.; Roberts, Brett; Hoogewind, Kimberly A.; Stratman, Derek R.; Guerra, Jorge; Reinhart, Anthony E.; Kerr, Christopher A.; Miller, William (2024年1月). 「予報警報システム：ビジョンから現実へ」天気と予報. 39 ( 1).アメリカ気象学会誌: 75–95 . doi : 10.1175/WAF-D-23-0147.1 . 2024年11月20日閲覧。
  3. ^ハワード、ブライアン・クラーク。「科学者は竜巻予報の改善にどう取り組んでいるか」ナショナルジオグラフィック。 2024年11月20日閲覧。
  4. ^ 「悪天候予報の未来は？アイオワ州を襲ったデレチョから1年後」 WOI -DT 。 2024年11月20日閲覧。
  5. ^ 「WoFSアンサンブル構成」 NOAA国立暴風雨研究所. 2025年10月2日閲覧。
  6. ^ a b NOAA Library (2025-09-18). Warn-on-Forecast System: From Vision to Reality . 2025年12月27日閲覧– YouTubeより。
  7. ^ a b「NOAA National Severe Storms Laboratory Warn-on-Forecast」（PDF） . National Severe Storms Laboratory . 2024年11月20日閲覧。
  8. ^国立猛烈嵐研究所. 「2017年5月16日、オクラホマ州エルクシティで発生した竜巻」 . アメリカ海洋大気庁. 2024年11月20日閲覧。
  9. ^ムーディー、ウェス。「科学的インパクト：実験的な予報システムによる竜巻発生時の75分のリードタイムの​​予測 - NSSLニュース」国立暴風雨研究所。米国海洋大気庁。 2024年7月21日閲覧。
  10. ^デニス・ハンナ（2024年9月5日）「竜巻発生前にグリーンフィールドに警報を発令した気象機関、60周年を祝う」アイオワ州ウェスト・デモイン：WOI-DT 。 2024年11月20日閲覧。
  11. ^アンソニー・ブレット（2025年3月13日）「CBS19天気ブログ：2025年竜巻法は深刻な気象警報の改善を目指す」KYTX。
  12. ^ Freedman, Andrew (2025年4月4日). 「契約解除によりNOAAの研究ウェブサイトは閉鎖へ」 Axios . 2025年4月4日閲覧。
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