בשירות המטאורולוגי מתקיימת פעילות מחקרית בנושאים הבאים:
- חיזוי נומרי של מזג האוויר
- תחזית עונתית למשקעים בישראל
- ניתוח ומיפוי של מדידות קרינת השמש קצרת הגל והערכת הפוטנציאל
  הגלום בה כמקור נקי להפקת אנרגיה חשמלית
- אספקטים מטאורולוגיים של זיהום אוויר

חיזוי נומרי של מזג האוויר

השירות המטאורולוגי (השמ"ט) מריץ כיום מודל חיזוי אזורי HRM, שהינו פיתוח של השירות המטאורולוגי הגרמני לתחנות עבודה, ושהותאם ע"י השמ"ט לתנאי מזרח הים התיכון. שטח יישום המודל כולל את ים סוף, מצרים ולוב בדרום, יוון והים האדריאטי במערב, דרום אירופה בצפון וסוריה וירדן במזרח.

איור 1: דוגמה לתוצאת מודל HRM באזור ישראל.

המודל מורץ ברזולוציה אופקית של 13 ק"מ (0.125 מעלות באזורינו) עם 38 רמות אנכיות. המודל מורץ ל-78 שעות, פעמיים ביממה, ותוצריו עומדים לרשות החזאים בשעות 06 ו-18 מידי יום.

בעזרת חבילת תוכנות גראפיות פותחו תצוגות מגוונות המאפשרות הצגת אנימציות של מספר פרמטרים מטאורולוגיים חזויים בשני או בשלושה ממדים. פותחו מספר יישומים, עבור לקוחות פנים וחוץ, שהחשובים שבניהם הם:

- הצגת סדרות עיתיות של פרמטרים חזויים (רוח, טמפרטורה, לחות
  יחסית, כיסוי השמיים בעננים לפי גובה בסיסם, גשם ולחץ ברומטרי) 
  בעשרות מקומות יישוב בארץ (מטאוגרמות).
- הצגת מסלולי אוויר הן קדימה (Foreward Trajectories) והן אחורה
  (Backward Trajectories).
- הצגת מאפיינים עיקריים של שכבת הגבול הפלנטארית (גובה שכבת
  הערוב בשעות היום, גובה פסגת אינברסית הקרקע בשעות הליל)
  מעל שטח ישראל ועוד.

כיום נבחנת האפשרות לשיפור ביצועי המודל ע"י בחירת נתוני התחלה וגבול ממספר מודלים גלובליים (המודל הבריטי UKMO, המודל האירופי ECMWF או המודל האמריקאי NCEP).

בעתיד, עם שדרוג יכולת המחשוב, יוחלף בהדרגה המודל האזורי ע"י מודל מקומי, ברזולוציה אופקית של 7 ק"מ לפחות. בדיקת המודל המקומי הצביעה על שיפור מסוים בתחזיות הנומריות.

נערכים ניסויים במודלים אזוריים נוספים,MM5 לדוגמא, להם פרמטריזציה מפותחת של שטחים בנויים, כדי לבחון השפעת שטח עירוני על מאפייני שכבת הגבול כולל פרוס שדה המשקעים.

תחזית עונתית למשקעים

השמ"ט פיתח תחזית סטטיסטית למשקעי עונת החורף
(חודשים דצמבר-פברואר) המבוססת על קשרים (Teleconnections) אקלימיים בין מאפיינים סינופטיים, המאובחנים ממפות ממוצעות של חודש אוקטובר, וגשמי העונה. בעזרת רגרסיה רבת משתנים פותחה משוואה המקשרת בין הערך החזוי (פרדיקטנט) לבין המשתנים הבלתי תלויים (פרדיקטורים). את ערכי הפרדיקטורים מחלצים ממפות האנליזות המחודשות (Reanalysis) של השירות המטאורולוגי האמריקאי (בעתיד יוחלפו ע"י המפות המקבילות של הארגון האירופי לחיזוי לטווח בינוני- ECMWF). תוצאות התחזית מוצגות לפי שלוש קטגוריות (מתחת לממוצע, קרוב לממוצע ומעל לממוצע, שגבולותיהן הוגדרו כך ששכיחותן תהיה 33% לתקופת פיתוח המודל). שינויים בבחירת הפרדיקטורים המלווים בשינויים במיקום על המפה של הנקודות מהן נלקחים ערכי הפרדיקטורים מאפשרים ליצור חבורה (אנסמבל) של תוצאות החיזוי.

המודל מורץ מסוף שנות ה-80 של המאה ה-20 ומידת הצלחתו (המחושבת כ-Hit Score) נעה בין 70%-65%. גם כישורי חיזוי המודל בהשוואה למודלים אקלימיים פשטניים (דוגמת: מה שהיה בשנה שעברה יהיה השנה - אם השנה שעברה הייתה ,למשל, גשומה השנתיים הבאות תהיינה קרובות לממוצע או מתחת לממוצע או כל רצף אקלימי מחושב ועוד) המחושבים בעזרת Skill Score היו משביעי רצון (ערכים של 0.2 ומעלה).

לתחזית העונתית למשקעי עונת 2007/2008 לחץ כאן

קרינת השמש

מזה כעשרים שנה נערכים מחקרים בתחום קרינת השמש קצרת הגל
(3-0.3 מיקרון). מחקרים אלו מתמקדים בבחינת התפלגות ערכי הקרינה, מגמות בהשתנות האקלימית של עוצמת הקרינה. הדמיה של קרינת השמש בשמיים בהירים (כאשר הגדרת שמיים בהירים מבוססת על היחס בין הקרינה הגלובאלית (המחושבת) בפסגת האטמוספרה לקרינה הגלובאלית הנמדדת על פני הקרקע).

שיתוף פעולה של השמ"ט עם אוניברסיטת בן-גוריון (היחידה לחישובים סולריים) מאפשרת בחינה ומיפוי של פוטנציאל המרת אנרגית השמש לאנרגיה חשמלית בנגב.

בשנים האחרונות הורחבו המחקרים לבחינת קרינת השמש
האולטרא-סגולה בתחום הביולוגי (UVB). עיבוד הנתונים אפשר לנו לשפר את תחזית אינדקס הקרינה העל-סגולה , המבוססת על המתאם בינה לבין ערכי קרינת השמש קצרת הגל.

תחנת הקרינה בשדה בוקר מהווה, יחד עם עוד 30 תחנות הפזורות ברחבי העולם, חלק מרשת תחנות BSRN המתאפיינות ע"י מדידות איכותיות, ברמת דיוק גבוהה, שמטרתן לבחון שינויי אקלים באזורי אקלים שונים (התחנה מאפיינת אקלים מדברי). המחקר נערך במסגרת WCRP (תוכנית מחקר אקלימי של הארגון המטאורולוגי העולמי WMO).

זיהום אוויר

השמ"ט פיתח תוכנה ייחודית של חיזוי פוטנציאל זיהום אוויר ממקורות תעשייתיים גבוהים. התוכנה מורצת במסגרת מערכת מב"ס (מרכז בקרה לסירוגין) ותוצאותיה מועברות לגופים מפקחים על תחנות כוח ומתקני בית הזיקוק בחיפה, חדרה ואשקלון.