Numeryczna prognoza pogody
Numeryczna prognoza pogody jest sposobem tworzenia prognoz pogody. Odbywa się to przy użyciu komputerowych modeli atmosfery. Modele takie opisują aktualne warunki pogodowe i ich zmiany w czasie za pomocą równań. Wykorzystując obecne warunki pogodowe, równania mogą być rozwiązane lub przybliżone, aby powiedzieć, jaka pogoda będzie w najbliższej przyszłości. Istotne parametry fizyczne, takie jak ciśnienie, temperatura, kierunek i prędkość wiatru, są funkcjami czasu. Są one modelowane za pomocą układu równań różniczkowych cząstkowych. Jest to układ dynamiczny, który jest rozwiązywany numerycznie. Większość z tych równań jest implementowana przy użyciu języka FORTRAN. Równania są aproksymowane. Ponieważ liczba obliczeń jest ogromna, zwykle wykonują je superkomputery, aby skończyć, zanim będzie za późno.
Numeryczna prognoza pogody, z wykorzystaniem GFS
Podstawowa idea
Atmosfera jest modelowana jako płyn. Podstawową ideą numerycznej prognozy pogody jest próbkowanie stanu cieczy w danym czasie. Równania dynamiki płynów i termodynamiki mogą być następnie wykorzystane do oszacowania stanu płynu w pewnym momencie w przyszłości.
Lokalna prognoza pogody
Wyniki są zazwyczaj zbyt niedokładne, aby można było je wykorzystać do prognozowania pogody w dowolnym miejscu. Z tego powodu meteorolodzy sprawdzają te wartości i porównują je z danymi historycznymi. Innymi słowy, używają tych danych, aby pomóc w tworzeniu prognozy pogody.
Model Output Statistics jest modelem statystycznym, który został opracowany w latach 60-tych i 70-tych. Wykorzystuje on analizę regresji do w pełni zautomatyzowanej prognozy. Dzięki niemu dane historyczne są analizowane automatycznie. Jedno z jego zastosowań nosi nazwę Direct Model Output. MOS wykorzystuje zarówno dane historyczne jak i modelowanie statystyczne. Prognozy powyżej około sześciu godzin są niewiarygodne.
Innym znanym modelem jest Global Forecast System (GFS), który jest prowadzony przez amerykańską służbę meteorologiczną NOAA. Podaje on prognozę cztery razy dziennie. Ponieważ informacje są darmowe, GFS jest często używany, szczególnie przez mniejsze stacje pogodowe.
Zespoły
Atmosfera jest systemem chaotycznym. Niewielka zmiana wartości wejściowych niekoniecznie prowadzi do niewielkiej zmiany wartości wyjściowych. Jest to spowodowane równaniami dynamiki płynów, które są zaangażowane. Równania te są rozwiązywane lub aproksymowane raz z parametrami, które zostały zaobserwowane. Następnie jest to robione jeszcze kilka razy, z parametrami, które są oparte na obserwowanych wartościach, ale które zostały nieznacznie zmienione. Ponieważ moc obliczeniowa jest ograniczona, "rozdzielczość" takiego modelu jest bardziej zgrubna. Po zakończeniu wszystkich obliczeń, są one porównywane ze sobą. Obliczone wyniki, które są "podobne" wskazują, że rokowanie jest stosunkowo dobre. W niektórych przypadkach oznacza to, że możliwe jest dokładne przewidzenie pogody na okres około dziesięciu dni, w innych przypadkach przewidywanie nawet na kilka dni może być trudne.
Powiązane strony
- Met Office
- Model prognozowania cyklonu tropikalnego
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest numeryczna prognoza pogody?
O: Numeryczna prognoza pogody to sposób, w jaki prognozy pogody są tworzone przy użyciu komputerowych modeli atmosfery.
Q: W jaki sposób modele te opisują aktualne warunki pogodowe?
O: Modele te opisują bieżące warunki pogodowe za pomocą równań, które uwzględniają parametry takie jak ciśnienie, temperatura, kierunek i prędkość wiatru.
P: W jaki sposób rozwiązywane są te równania?
O: Równania te są rozwiązywane numerycznie przy użyciu dynamicznego układu równań różniczkowych cząstkowych.
P: W jakim języku programowania są implementowane te równania?
O: Większość tych równań jest implementowana przy użyciu języka FORTRAN.
P: Dlaczego do rozwiązywania tych równań wykorzystywane są superkomputery?
O: Superkomputery są używane, ponieważ liczba obliczeń jest ogromna i muszą być one zakończone szybko.
P: Jakie parametry fizyczne są brane pod uwagę podczas modelowania pogody?
O: Podczas modelowania pogody brane są pod uwagę parametry fizyczne, takie jak ciśnienie, temperatura, kierunek i prędkość wiatru.
P: Czy modelowanie może dokładnie przewidzieć pogodę?
O: Chociaż modelowanie nie zawsze jest całkowicie dokładne, służy jako przydatne narzędzie do przewidywania wzorców pogodowych w przyszłości.
