אייל פטל הדסה קפלן זיו קלויזנר

1. שיטת "הימים הדומים" לחיזוי סדרות זמן של וקטור הרוח בתחנות קרקע אייל פטל הדסה קפלן זיו קלויזנר

2. חיזוי רוח באמצעות "ימים דומים" ההקשר: תחנה מטאורולוגית בודדת הקלט: נתוני רוח שנמדדו עד לנקודת זמן נתונה המטרה: לספק תחזית רוח טובה למשך מספר שעות קדימה Z.Klausner, H. Kaplan and E. Fattal, Meteorol. Appl.16: 569-579 (2009)

3. גישת ה-"ימים הדומים"ניתן להבחין בקווי דמיון רבים בין ימים כוון הרוח (מעלות) זמן (שעות)

4. הגדרת השיטה - קלט סדרת זמן של מדידות רוח, סדרת זמן עדכנית (של המדידות האחרונות) כאשר: tc הזמן הנוכחי d תקופת הלימוד (לדוגמא – d = 7.5 שעות) מטריצה חלקית ל- Vהמקבילה לתקופת הלימוד מסד נתונים: כאשר: m – מספר הימים (לדוגמא – m = 30 יום) n- מספר נקודות הזמן בכל יום (לדוגמא n = 144)

5. הגדרת השיטה – קביעת ציון הדמיוןהכולל • מחזיר את וקטור הציונים לקריטריון. כל איבר djבוקטור מייצג ציון של דמיון בין סדרת הזמן שלהתצפיות, Y, לבין אחת מסדרות הזמן ההיסטוריות, (היום ה- j-י ) • הסדרות דומות יותר ככל ש- dj קטן אנו עושים שימושבמספר קריטריוני דמיון (L קריטריונים): לכל יום (j)מחשבים את ציון הדמיון הכולל: וקטור הציון הכולל קריטריון דמיון מוגדר כפונקציונל: מתקבלתמטריצה של ציונים{dlj} כל שורה (l) מתייחסת לקריטריון שונה, כל עמודה (j) מתייחסת ליום היסטורי אחר מטריצת הציונים {dlj} עוברת טרנספורמציה למטריצת דרוגR = {rlj} איבר rlj הוא ערך הדרוג בסדר של וקטור הקריטריון האיברdljבהתייחס למינימום השורה l(m≥rlj≥1)

6. הגדרת השיטה – התחזית Np הימים הדומים ביותר (בעלי ציון הדמיון המינימלי) נכללים בתחזית התחזית היא קומבינציה ליניארית של הימים הדומים. למשל, כשניתן משקל שווה לכל אחד מהימים: כאשר: P– קבוצת הימים הדומים ki – האינדקס של היום בעל ציון הדמיון ה- i בסדרו YP– סדרת הזמן החזויה dP – אופק תקופת החיזוי מידת ההסכמה בין Np הימים הנכללים בתחזית מבוטאת על-ידי סטיית התקן ומהווה אומדן א-פריורי לשגיאת החיזוי (Whitaker and Loughe, 1998)

7. הגדרת השיטה – קריטריוני הדמיון • מרחק אוקלידי-וקטורימינימלי - עם / ללא משקלות תלויי זמן • סכום הפרשים מעגליים מוחלטיםמינימלי - עם / ללא משקלות תלויי זמן • ערך הסכמה מקסימלי בין כווני הרוח - שיעור המקרים שמתקיים הפרש "בלתי נסבל" • הפרש מינימלי בין (הסיום של) מסלולי הרוח(trajectories)

8. דוגמא לתחזית מדידות מולתחזית

9. 21:00 2:00 Wind dir err (deg) Wind dir err (deg) Time (hours) Time (hours) 8:00 12:00 Wind dir err (deg) Wind dir err (deg) Time (hours) Time (hours) התפלגות שגיאות החיזוי • בתנאים רגילים:רוב השגיאותתחומות ב- ±45° • במקרים רביםניתן לקבל חיזוי טוב עד 9~ שעות • יכולת התאוששות – בתחזית לפני או במהלך תקופת מעבר

10. סיכוםחיזוי באמצעות ימים דומים על מנת לקבל חיזוי נדרשמסד נתוניםשל תצפיות היסטוריותוסדרת זמן עדכנית(שאת המשכה רוצים לחזות) • חיזוי באמצעות "ימים דומים" מספק: • תחזית טובה(רוב השגיאות בתוך °45 ± במהלך 3 עד 9 שעות קדימה) אפילו בתקופות שינוי (ביממה) ובכל העונות • אלגוריתם שרץ בזמן אמת (פחות מדקה, על CPU בודד) • מתאים לכל תחנה מטאורולוגית

12. Skill ScoreMAEשל זווית ההיסחפות לאחר 6 שעות("ימים דומים" בהשוואה לקלימטולוגיה) • skill score חיוביבכל העונות, בכל נקודות הזמןמלבד מקרה אחד (בקיץ) • במיוחד בולט החורף ב- skill score גבוה (מעל 30%) ברוב שעות היום קיץ סתיו חורף אביב *Mean Absolute Error