«Дождь вот-вот начнётся»: как мы устраняли белые пятна на карте осадков
ИТ-Безопасность
На Яндекс.Погоде есть несколько видов погодных прогнозов: краткосрочные и долгосрочные, в виде традиционной таблички и на специализированных картах.

Одна из таких карт — карта осадков. Она показывает перемещения зон дождя и снега в ближайшие два часа с точностью до отдельных кварталов города. Если вы, допустим, собираетесь на работу на велосипеде, карта осадков подскажет, встретится ли вам на пути дождь — и если да, как скоро он закончится.

Карта осадков появилась на Яндекс.Погоде два года назад. Для её составления мы использовали данные с метеорадаров. Так называются радиолокационные станции, которые регулярно делают трёхмерные снимки атмосферы. На снимках видны области, где есть капли воды размером от 100 микрометров. Алгоритм Яндекса на основе нейросетей анализирует последовательность снимков с метеорадара и прогнозирует, как дальше будут двигаться зоны дождя и снега.

Метеорологический локатор в Костроме, фото с сайта Росгидрометцентра

Метеорадары, однако, не могут обеспечить сплошное покрытие большой территории. Они «видят» атмосферу лишь в радиусе 200–250 километров, а расстояние между соседними станциями может превышать тысячу километров. В результате на карте осадков возникают белые пятна. Радары есть далеко не во всех регионах — они сосредоточены в основном в европейской части России. Рядом с некоторыми радарами имеются высотные постройки, которые загораживают обзор. Иногда радиолокационные станции выходят из строя или отключаются на профилактику. Всё это негативно сказывается на качестве прогноза.

Этой осенью мы начали использовать для построения карты осадков новый источник данных — спутниковые снимки. Их присылает метеорологический спутник Meteosat 8. Спутник находится на геостационарной орбите, то есть обращается вокруг Земли с той же скоростью, с какой планета вращается вокруг своей оси. Его положение относительно расположенной на Земле принимающей антенны не меняется — для неё аппарат «висит» в одной и той же точке небосвода.

Раз в 15 минут спутник фотографирует Землю и присылает снимки. Они охватывают огромную территорию. Точка стояния Meteosat 8 — 41,5 градуса восточной долготы; в кадр попадают Европа, Африка и часть Азии. Спутник делает снимки как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах, поэтому зоны облачности на них различимы даже тогда, когда эта часть земного шара не освещается солнцем.

Снимки, сделанные спутником Meteosat 8. Изображения с сайта Европейской организации спутниковой метеорологии (EUMETSAT)

Спутниковые снимки обрабатывает нейросетевая модель. Её задача — выявить на изображениях зоны облачности, определить, из каких облаков идёт дождь, а из каких нет, и спрогнозировать дальнейшие перемещения осадков. Справиться с этой задачей помогают дополнительные данные — при расчётах учитываются угол солнца над горизонтом, высота рельефа, сведения об уровне влажности и так далее.

Сейчас информация со спутника используется в карте осадков наряду с данными с метеорадаров. Изображения с Meteosat 8 позволили значительно расширить географию прогноза — карта осадков теперь охватывает территорию от Гамбурга на западе до Саяногорска на востоке, от Кандалакши на севере до Кабула на юге. Прогноз можно смотреть не только дома, но и на отдыхе: карта работает в Италии, Черногории, Греции, Турции, Грузии и в других популярных у туристов странах.

Карта осадков до и после добавления данных от спутников

Мы продолжаем совершенствовать модель, которая прогнозирует осадки. Умение извлекать информацию о перемещениях зон дождя и снега из спутниковых снимков открывает для Яндекс.Погоды новые перспективы. В космосе находятся десятки метеоспутников — подключая новые аппараты, мы сможем запустить карту осадков в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, а в перспективе — и во всём мире.