איך מחושבת תחזית הגשם לשעתיים

תחזית הגשם לשעתיים באתר היא חישוב שלנו על תמונות המכ״ם של השירות המטאורולוגי, ולא תחזית של השמ״ט. בדקנו אותה על 131 מקרים ב-12 אירועי גשם מהחורף שעבר: מדד ההצלחה (CSI, גשם של חצי מ״מ לשעה) היה 52% אחרי 10 דקות, 39% אחרי 30 דקות, 29% אחרי שעה ו-18% אחרי שעתיים, לעומת 25%, 19% ו-13% אם מניחים שהגשם נשאר במקום. כלומר: חצי השעה הראשונה טובה יחסית, ואחרי שעה זו הערכה גסה. במיוחד בסופות רעמים שנוצרות במקום.

ארבעה שלבים

1. תנועה. כל 5 דקות מגיעה תמונת מכ״ם. משווים תמונות שביניהן 10 דקות (שלושה זוגות מ-20 הדקות האחרונות): מחלקים את התמונה לריבועים של כ-40 ק״מ, ולכל ריבוע עם גשם מחפשים לאן הוא זז בתמונה הבאה (Block matching, עם דיוק של פחות מתא אחד). מהווקטורים בונים שדה תנועה חלק לכל האזור.
2. הזזה קדימה. לכל נקודה על המפה ולכל זמן עתידי הולכים אחורה לאורך שדה התנועה ובודקים איזה גשם נמצא שם עכשיו (Semi-Lagrangian advection). כך הגשם "זורם" קדימה בלי להתפזר.
3. התחזקות והיחלשות. משווים את התמונה האחרונה לתמונה של לפני 10 דקות אחרי שהזזנו אותה לפי התנועה. ההבדל, מוחלק על כ-5 ק״מ ומוגבל, הוא מגמת ההתחזקות או ההיחלשות של כל תא, ואותה ממשיכים קדימה בחצי עוצמה.
4. החלקה שגדלה עם הזמן. פרטים קטנים של הגשם (תא בודד, קצה חד של להקה) לא נשמרים לאורך זמן, ולכן ככל שמתרחקים קדימה מחליקים את התחזית על שטח גדול יותר: כלום ב-10 הדקות הראשונות, כ-4 ק״מ אחרי חצי שעה, כ-8 ק״מ אחרי שעה ועד כ-17 ק״מ אחרי שעתיים. זה הרעיון של שיטת S-PROG, והבדיקה למטה הראתה שזה משפר את הדיוק בכל טווח מ-20 דקות והלאה, בגשם קל ובגשם חזק. במפה ההחלקה מוצגת בעדינות רבה יותר (התחזית נעשית רכה ודוהה), והתשובה לנקודה משתמשת בה במלואה.

החישוב רץ בשרת פעם אחת לכל תמונת מכ״ם חדשה. את שדה התנועה מחשבים על רשת גסה (כ-2.5 ק״מ), אבל ההזזה עצמה והציור נעשים ברזולוציה המלאה של המכ״ם, בכרטיס הגרפי בדפדפן. הקוד פתוח לבדיקה בתוך האתר ונבדק בבדיקות אוטומטיות על כתמי גשם סינתטיים שזזים, מתחזקים ונחלשים.

מקור: Pulkkinen et al. 2019, Pysteps (הרקע לשיטות) · השירות המטאורולוגי: מכ״ם

בדיקת הדיוק

12 אירועי גשם, 3.5 שעות כל אחד, תחזית כל 15 דקות (131 מקרים שבהם היה גשם), בדיקה אחרי 10 דקות ועד שעתיים. האזור: עד 150 ק״מ מהמכ״ם, בתאים של כ-1.2 ק״מ. POD: כמה מהגשם שירד נחזה. FAR: כמה מהגשם שנחזה לא ירד. CSI: מדד משולב, 100% מושלם.

גשם של 0.5 מ״מ לשעה ומעלה: CSI (ומתחתיו POD / FAR)

שיטה	+10 דק׳	+20 דק׳	+30 דק׳	+60 דק׳	+90 דק׳	+120 דק׳
בסיס: הגשם נשאר במקום	40%57% / 43%	30%46% / 54%	25%40% / 60%	19%32% / 69%	15%27% / 75%	13%25% / 78%
תנועה בלבד	52%69% / 32%	40%58% / 43%	33%51% / 51%	22%37% / 64%	16%28% / 72%	12%21% / 78%
תנועה + חצי מגמה ל-30 דקות	52%69% / 32%	41%58% / 42%	34%51% / 50%	23%37% / 64%	17%29% / 72%	12%22% / 78%
תנועה + חצי מגמה לכל הדרך	52%69% / 32%	41%58% / 42%	34%51% / 50%	23%37% / 64%	17%29% / 72%	13%23% / 78%
תנועה + חצי מגמה + החלקה עם הזמן (באתר)	52%69% / 32%	44%65% / 42%	39%64% / 50%	29%55% / 61%	23%46% / 69%	18%37% / 75%

גשם של 2 מ״מ לשעה ומעלה: CSI (ומתחתיו POD / FAR)

שיטה	+10 דק׳	+20 דק׳	+30 דק׳	+60 דק׳	+90 דק׳	+120 דק׳
בסיס: הגשם נשאר במקום	21%35% / 65%	13%23% / 77%	10%18% / 82%	8%15% / 85%	6%11% / 90%	5%11% / 91%
תנועה בלבד	34%53% / 51%	22%36% / 66%	15%27% / 75%	8%14% / 86%	5%10% / 90%	4%7% / 93%
תנועה + חצי מגמה ל-30 דקות	35%55% / 51%	23%41% / 66%	16%33% / 76%	8%18% / 87%	6%12% / 90%	4%9% / 93%
תנועה + חצי מגמה לכל הדרך	35%55% / 51%	23%41% / 66%	16%33% / 76%	9%21% / 87%	6%18% / 91%	5%15% / 94%
תנועה + חצי מגמה + החלקה עם הזמן (באתר)	35%55% / 51%	26%47% / 64%	21%42% / 71%	12%24% / 82%	8%14% / 86%	5%8% / 90%

מה רואים: התנועה משפרת את התחזית בחצי השעה הראשונה בבירור. אחר כך, בלי החלקה, הזזת הפרטים הקטנים כבר מזיקה: אחרי שעתיים "תנועה בלבד" גרועה אפילו מלהניח שהגשם נשאר במקום, כי תאים קטנים זזים למקום הלא נכון. ההחלקה שגדלה עם הזמן מתקנת את זה, ובזכותה התחזית עדיפה על "הגשם נשאר במקום" בכל הטווחים בגשם של חצי מ״מ לשעה; בגשם חזק (2 מ״מ לשעה) אחרי שעתיים היא כבר לא טובה ממנו, ולכן שם זו באמת רק הערכה. המגמה (התחזקות והיחלשות) מוסיפה מעט, ולכן מחזיקים אותה רק ל-30 הדקות הראשונות. בגשם חזק (2 מ״מ לשעה) הדיוק נמוך יותר, כי תאים חזקים קטנים, נוצרים ומתפרקים מהר.

האירועים (זמן התמונה בשעון השמ״ט): 14.11.2025 13:00 · 25.11.2025 05:00 · 10.12.2025 05:00 · 11.12.2025 13:00 · 15.12.2025 13:00 · 28.12.2025 05:00 · 09.01.2026 05:00 · 09.01.2026 13:00 · 13.01.2026 05:00 · 21.03.2026 13:00 · 26.03.2026 05:00 · 29.03.2026 05:00. נוצר ב-2026-09-30.

ומה עם מודל מזג אוויר אחרי השעה הראשונה?

שירותים מטאורולוגיים מחברים לפעמים את התחזית מהמכ״ם עם מודל מספרי: בהתחלה סומכים על המכ״ם, ובהמשך נותנים יותר משקל למודל. בדקנו את זה על אותם אירועים עם המודל ICON-EU של שירות מזג האוויר הגרמני.

גשם של 0.5 מ״מ לשעה ומעלה: CSI (POD / FAR)	+60 דק׳	+90 דק׳	+120 דק׳
התחזית מהמכ״ם (באתר)	29%55% / 61%	23%46% / 69%	18%37% / 75%
המודל לבדו	17%71% / 82%	17%69% / 82%	16%67% / 82%
שילוב: משקל המודל עולה עד חצי	30%63% / 64%	23%68% / 75%	19%67% / 79%
שילוב: משקל המודל עולה מהר	25%73% / 72%	19%74% / 79%	18%69% / 80%

אחרי שהוספנו לתחזית מהמכ״ם את ההחלקה שגדלה עם הזמן, השילוב עם המודל כמעט לא שינה את התוצאה: הפרשים של נקודת אחוז או שתיים לכאן ולכאן. המודל לבדו טוב פחות בכל הטווחים שבדקנו: הוא "מכסה" שטח גדול, תופס הרבה מהגשם (POD) אבל גם מתריע על הרבה גשם שלא ירד (FAR). וחשוב: הבדיקה נותנת למודל יתרון לא הוגן, כי בארכיון כל שעה נלקחת מהריצה העדכנית ביותר שלו, שבזמן אמת עוד לא הייתה זמינה.

לכן לא שילבנו את המודל במפה ובתשובה לנקודה: התחזית עד שעתיים נשארת הזזה מוחלקת של הגשם מהמכ״ם, ואחרי חצי שעה היא מסומנת כ"משוערת" ודוהה עם הזמן. נחזור לשילוב כשנוכל לבדוק אותו על ריצות מודל כפי שהיו זמינות בזמן אמת. לתחזית של השעות והימים הבאים יש בכל עמוד ישוב את התחזית לפי שעה מהמודלים.

132 מקרים · ICON-EU (DWD) hourly precipitation via the Open-Meteo historical-forecast archive, 0.2° grid · נוצר ב-2026-09-30.

איך המכ״ם מצויר: הדמיה מוחלקת ונתונים גולמיים

תמונת המכ״ם של השירות המטאורולוגי היא רשת של 940 על 940 פיקסלים (כ-650 מטר לפיקסל). כשמגדילים את המפה, ציור ישיר של הרשת נראה כמו ריבועים. ב"מצב מציאותי" אנחנו מציירים אותה בכרטיס הגרפי, בכל פיקסל של המסך:

כל פיקסל של תמונת המכ״ם מתורגם חזרה לעוצמת גשם (מ״מ לשעה) לפי סרגל הצבעים של השמ״ט, ברזולוציה המקורית.
בין הפיקסלים משחזרים את שדה העוצמה בשיטת Catmull-Rom (אינטרפולציה בי-קובית), ומגבילים כל ערך לטווח של ארבעת הפיקסלים שסביבו, כך שההחלקה לעולם לא יוצרת עוצמה שלא הייתה בנתונים. רק אחר כך צובעים לפי אותו סרגל צבעים.
גבול הגשם הוא קו המתאר של מסכת "יש גשם / אין גשם" אחרי החלקה קלה (כחצי פיקסל), מצויר חד בכל רמת הגדלה. פיקסל גשם בודד לא נמחק.
בין תמונה לתמונה (כל 5 דקות) מחשבים תמונות ביניים: מזיזים את התמונה הקודמת קדימה ואת הבאה אחורה לאורך שדה התנועה שחישבנו לתחזית, וממזגים. אחרי התמונה האחרונה ממשיכה, בלי קפיצה, התחזית שלנו לשעתיים. אחרי 30 דקות היא נעשית שקופה ורכה יותר, ואחרי שעה עוד יותר, כדי שייראה שזו הערכה גסה.
מרקם עדין שזז עם הגשם, הצללה קלה ו"זוהר" בליבות חזקות מוסיפים עומק. הם משנים מעט רק את הבהירות והשקיפות בתוך אזור הגשם, ולא את גבולותיו ולא את דרגת העוצמה.

הכפתור "נתונים גולמיים" מציג את הפיקסלים של תמונת המכ״ם כמו שהם, בלי החלקה ובלי תמונות ביניים. בתצוגת התלת-ממד הגובה מראה את עוצמת הגשם, לא את גובה העננים. במכשירים חלשים או בלי WebGL2 האתר עובר אוטומטית לציור פשוט יותר.

מה התחזית לא יודעת

סופות רעמים שנוצרות במקום, בלי שהיו קודם במכ״ם.
גשם בקצה הכיסוי של המכ״ם (בערך מעבר ל-200 ק״מ, כמו באילת), שבו המכ״ם רואה רק את החלק הגבוה של הענן.
החזרים שאינם גשם (הרים, ים סוער), שהמכ״ם מראה ושגם התחזית "מזיזה".

למכ״ם ולתחזית · כל מקורות הנתונים