Numerikus időjárás-előrejelzés
A numerikus időjárás-előrejelzés az időjárás-előrejelzések készítésének módja. Ez a légkör számítógépes modelljeinek felhasználásával történik. Az ilyen modellek egyenletek segítségével írják le az aktuális időjárási viszonyokat, és azt, hogy azok hogyan változnak az idő múlásával. A jelenlegi időjárási viszonyok felhasználásával az egyenleteket meg lehet oldani, vagy közelítőleg meg lehet mondani, hogy milyen lesz az időjárás a közeljövőben. A releváns fizikai paramétereket, mint például a nyomást, a hőmérsékletet, a szél irányát és sebességét az idő függvényének tekintik. Ezeket parciális differenciálegyenletek rendszerével modellezzük. Ez egy dinamikus rendszer, amelyet numerikusan oldanak meg. A legtöbb egyenletet FORTRAN programmal hajtjuk végre. Az egyenleteket közelítik. Mivel a számítások száma óriási, általában szuperszámítógépek végzik el őket, hogy befejezzék, mielőtt túl késő lenne.
Numerikus időjárás-előrejelzés a GFS segítségével
Alapgondolat
A légkört folyadékként modellezzük. A numerikus időjárás-előrejelzés alapgondolata a folyadék adott időpontban fennálló állapotának mintavételezése. A folyadékdinamikai és termodinamikai egyenletek segítségével ezután megbecsülhetjük a folyadék állapotát a jövő egy bizonyos időpontjában.
Helyi időjárás-előrejelzés
Az eredmények általában túlságosan pontatlanok ahhoz, hogy bárhol felhasználhatóak legyenek az időjárás előrejelzésére. Ezért a meteorológusok ellenőrzik az értékeket, és összehasonlítják őket a történelmi adatokkal. Más szóval, az adatok segítségével készítik el az időjárás-előrejelzést.
A Model Output Statistics egy statisztikai modell, amelyet az 1960-as és 1970-es években fejlesztettek ki. Regresszióelemzést használ a teljesen automatizált előrejelzéshez. Segítségével a múltbeli adatokat automatikusan elemzik. Egyik alkalmazása a Direct Model Output nevet viseli. A MOS egyaránt használ historikus adatokat és statisztikai modellezést. A körülbelül hat órán túli előrejelzések megbízhatatlanok.
Egy másik jól ismert modell a Global Forecast System (GFS), amelyet az amerikai meteorológiai szolgálat, a NOAA működtet. Naponta négyszer ad előrejelzést. Mivel az információk ingyenesek, a GFS-t gyakran használják, különösen a kisebb időjárási állomások.
Ensembles
A légkör egy kaotikus rendszer. A bemeneti értékek kis változása nem feltétlenül vezet a kimenet kis változásához. Ez az érintett áramlástani egyenletek miatt van így. Ezeket az egyenleteket egyszer megoldják vagy közelítik a megfigyelt paraméterekkel. Ezt többször is elvégezzük olyan paraméterekkel, amelyek a megfigyelt értékeken alapulnak, de amelyeket kissé megváltoztattunk. Mivel a számítási teljesítmény korlátozott, az ilyen modell "felbontása" durvább. Miután az összes számítás elkészült, összehasonlítják őket egymással. A "hasonló" számítási eredmények azt jelzik, hogy a prognózis viszonylag jó. Egyes esetekben ez azt jelenti, hogy körülbelül tíz napra pontosan meg lehet jósolni az időjárást; más esetekben akár néhány napra szóló előrejelzés is nehézségekbe ütközhet.
Kapcsolódó oldalak
- Met Office
- Trópusi ciklon előrejelző modell
Kérdések és válaszok
K: Mi az a numerikus időjárás-előrejelzés?
V: A numerikus időjárás-előrejelzés az időjárás-előrejelzések készítésének módja a légkör számítógépes modelljeinek felhasználásával.
K: Hogyan írják le ezek a modellek az aktuális időjárási viszonyokat?
V: Ezek a modellek olyan egyenletek segítségével írják le az aktuális időjárási viszonyokat, amelyek olyan paramétereket vesznek figyelembe, mint a nyomás, a hőmérséklet, a szélirány és a szélsebesség.
K: Hogyan oldják meg ezeket az egyenleteket?
V: Ezeket az egyenleteket numerikusan oldják meg részleges differenciálegyenletek dinamikus rendszerével.
K: Milyen programozási nyelven valósítják meg ezeket az egyenleteket?
V: A legtöbb egyenletet FORTRAN nyelvvel valósítják meg.
K: Miért használnak szuperszámítógépeket ezen egyenletek megoldására?
V: A szuperszámítógépeket azért használják, mert a számítások száma óriási, és gyorsan kell elvégezni őket.
K: Milyen fizikai paramétereket vesznek figyelembe az időjárás modellezésekor?
V: Az időjárás modellezésekor olyan fizikai paramétereket vesznek figyelembe, mint a nyomás, a hőmérséklet, a szélirány és a szélsebesség.
K: Ez a modellezés pontosan meg tudja jósolni az időjárást?
V: Bár a modellezés nem mindig teljesen pontos, hasznos eszközként szolgál a jövőbeli időjárási minták előrejelzéséhez.
