Разное/Модели прогноза погоды — объяснение

Модели прогноза погоды — объяснение

Вы когда-нибудь задумывались, что имеют в виду метеорологи, когда говорят о «моделях», и как эти модели используются для прогнозирования погоды? Вот разбивка.

Что такое модели прогноза погоды?

Модели прогноза погоды — это компьютерные программы, которые могут помочь предсказать, какая погода будет в будущем, в любое время в будущем, от часа до десяти дней и даже месяцев вперед.

Эти прогностические модели используют текущие наблюдения за погодой, собранные в тысячах мест (например, скорость ветра, направление ветра, температура воздуха, давление и т. д.), делают оценку текущей погоды для мест, где фактических данных нет, а затем используют математические и физические уравнения, чтобы предсказать, что произойдет в будущем.

Ниже приведено изображение из модели прогноза «GFS», показывающее области высокого и низкого давления, а также осадков. Мы можем использовать подобное изображение, чтобы узнать, где в будущем могут быть штормы.

Существует множество моделей прогнозов, которые охватывают весь земной шар или более мелкие регионы, и каждая модель разрабатывается с использованием собственных формул, стремящихся быть максимально точными.

Модели, охватывающие весь земной шар

Двумя наиболее известными/используемыми погодными моделями являются Европейский центр среднесрочного прогнозирования погоды (ECMWF), также известный как модель «Евро», и модель Глобальной системы прогнозирования США (GFS).

Обе эти модели охватывают весь земной шар:

GFS

  • Глобальная система прогнозирования
  • Произведено правительством США
  • Охватывает весь земной шар
  • Прогнозы на 384 часа (16 дней)
  • Обновления 4 раза в день
  • Разрешение модели 13км
  • Средняя оценка точности отстает от ECMWF (но каждый шторм отличается)
  • Стоимость = свободно доступен для всех

ECMWF

  • Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды
  • Подготовлено группой европейских правительств
  • Охватывает весь земной шар
  • Прогнозы на 240 часов (10 дней)
  • Обновления 2 раза в день
  • Разрешение модели 9км (детальнее, чем у GFS)
  • Средняя оценка точности делает ее лучшей моделью (но каждый шторм отличается)
  • Стоимость = 250 000 долларов США за коммерческую лицензию на размещение данных. Персональная лицензия доступна для доступа к данным с индивидуальной подпиской (см. Платные веб-сайты моделей прогнозов ниже).

Модели, которые охватывают меньшую площадь

Кроме того, существуют мезомасштабные (мелкомасштабные) модели, которые оттачиваются для более конкретных регионов и, как правило, способны прогнозировать действительно небольшие погодные явления лучше, чем глобальные модели, такие как грозы или снегопад в крутых горах.

Две самые популярные мезомасштабные модели США известны как Североамериканская мезомасштабная система прогнозирования (NAM) и модель быстрого обновления с высоким разрешением (HRRR).

NAM

  • Североамериканская модель
  • Произведено правительством США
  • Охватывает Соединенные Штаты
  • Две версии: стандартная и с высоким разрешением
  • Стандарт = разрешение 12 км для Северной Америки до 84 часов (3,5 дня)
  • Высокое разрешение = разрешение 3 км для США до 60 часов (2,5 дня)
  • Стоимость = свободно доступен для всех

HRRR

  • Быстрое обновление с высоким разрешением
  • Произведено правительством США
  • Охватывает Соединенные Штаты
  • Прогнозы до 18 часов
  • Обновляется раз в час
  • Разрешение модели 3км
  • Стоимость = свободно доступен для всех

Примеры модельных прогнозов

Модели погоды предоставляют гигабайты прогнозных данных при каждом запуске. То, что мы часто показываем, и то, что вы часто видите, — это графики и диаграммы, созданные на основе этих базовых данных. Вот несколько примеров. 

Вот 16-дневный прогноз снега для США и южной части Канады с 24 сентября по 10 октября 2019 года на основе американской модели GFS.

Вот 16-дневный прогноз осадков для США и юга Канады с 24 сентября по 10 октября 2019 г. на основе американской модели GFS.

Вот 16-дневный прогноз погоды на высоте около 18 000 футов. Синие цвета помогают идентифицировать штормовые системы. Это для США и юга Канады с 24 сентября по 10 октября 2019 г. по американской модели GFS.

Почему разные модели дают разные прогнозы?

Во-первых, модели прогнозов различаются тем, как они собирают текущие погодные условия по всему миру. Даже при наличии сложной измерительной сети, включающей спутники, радары, метеозонды, наземные метеостанции, самолеты и корабли, прогностические модели должны делать предположения, чтобы заполнить пробелы между фактическими наблюдениями за погодой в таких местах, как океаны, большие леса, пустыни, и т.п.

Во-вторых, модели прогнозов отличаются математическими и физическими уравнениями, которые они используют для перехода от текущего состояния атмосферы к преобразованию этого в прогноз погоды. Небольшие изменения в этих уравнениях могут привести к весьма существенным различиям в прогнозах.

И в-третьих, прогностические модели имеют разные уровни детализации (разрешения) и могут с трудом правильно учитывать крутую местность, такую ​​как горы, где мы катаемся на лыжах и катаемся. Здесь может помочь местный прогнозист, потому что он может скорректировать прогнозы модели на основе своего опыта наблюдения за тем, когда модель работает хорошо, а когда модель менее точна.

Все эти факторы играют роль в создании различных результатов прогноза, даже если модели начинаются в основном с одной и той же информации о текущем состоянии атмосферы.

Какая модель прогноза является наиболее точной?

Ниже приведена диаграмма, показывающая показатели точности 5-дневных прогнозов для северного полушария по нескольким широко используемым моделям прогнозов за последние 23 года.

Ранжирование от наиболее умелых к наименее умелым основано на среднегодовой точности пятидневных прогнозов. Более высокое число означает, что модель более точна. Все четыре из этих моделей охватывают земной шар. Хотя любая модель может более точно предсказать отдельный шторм, европейская модель была и остается самой точной.

  1. Европейская модель (ECM = 0,920)
  2. Британская модель (UKM = 0,902)
  3. Американская модель (GFS = 0,888)
  4. Канадская модель (CMC = 0,883)

Что такое модели ансамблевого прогноза?

Прогнозные модели дают несовершенные предсказания, потому что мы не знаем текущую погоду для каждого места на земле и потому что мы не знаем идеальных математических и физических уравнений для использования в этих моделях.

Чтобы учесть оба этих недостатка, модели прогоняются много раз с немного отличающимися текущими погодными условиями и уравнениями. Это создает диапазон или ансамбль многих прогнозов, а не один прогноз.

Если диапазон прогнозов невелик, у нас больше уверенности в прогнозе. Если же диапазон прогнозов велик, то достоверность прогноза значительно ниже.

Например, модель ансамблевого прогноза GFS состоит из 21 версии, каждая из которых использует немного отличающиеся текущие условия. А модель ансамблевого прогноза ECMWF (европейская) имеет 51 версию. Все эти прогоны модели можно усреднить вместе («средняя» модель), что может обеспечить более точный прогноз. 

Резюме

Модели прогнозов погоды — это проводник в будущее, но модели прогнозов — это только часть инструментария синоптиков. Для создания прогноза синоптики используют комбинацию моделей, опыт понимания погрешностей модели и знание основ метеорологии.

У каждой модели есть свои плюсы и минусы. Большинство прогнозистов рассмотрят несколько моделей и при составлении прогноза примут во внимание собственный опыт работы с моделями, относящийся к их региону. Они также должны сообщить вам о своей неуверенности, когда модели расходятся.

Прогнозы, сделанные моделями, обычно наиболее точны в течение 1-5 дней, а затем теряют точность по мере продвижения во времени. Это связано с хаотическим характером погоды, при котором очень небольшие неопределенности в текущем состоянии атмосферы оказывают «эффект бабочки» на будущее.

За последние несколько десятилетий модели погоды стали более точными, но все еще далеки от совершенства. По мере совершенствования компьютерных технологий и научных знаний модели будут становиться все более сложными, что приведет к более точным прогнозам.

Хотите создать свой собственный прогноз?

В настоящее время существует множество веб-сайтов, которые позволяют вам просматривать результаты моделей прогноза погоды. Ниже приведены некоторые из сайтов, которые мы используем. Бесплатные сайты, как правило, имеют меньше деталей и возможностей для просмотра моделей по сравнению с платными сайтами.

Ниже Вы можете высказаться по теме или оставить свои вопросы - узнайте больше информации!
Национальный законопроект демократов об абортах заменяет слово «женщина» словом «человек»

Национальный законопроект демократов об абортах заменяет слово «женщина» словом «человек»
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

В последнем законопроекте демократов об абортах нет слов «женщина», «женщины» или «женщина». Вместо этого...
Фомин Анатолий
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Путеводитель по основным моделям погоды в мире

Путеводитель по основным моделям погоды в мире
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Погода — чрезвычайно сложное явление, состоящее из сотен различных факторов и переменных, и простое отслеживание ее може...
Даккар
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Что такое модели погоды?

Что такое модели погоды?
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Численный прогноз погодыМодели погоды, официально известные как «Численное прогнозирование погоды», лежат в основе совре...
Даккар
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Какая модель прогноза погоды самая лучшая?

Какая модель прогноза погоды самая лучшая?
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Против мнения
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю

Если вы не изучаете метеорологию, вы должны полагаться на своих местных синоптиков, чтобы получить хороший прогноз погод...
Даккар
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
person Опубликовал(а): Даккар
Против аккаунта
Не нравится
Нейтрально
Нравится
Поддерживаю
Оцените статью:
person group filter_1
Ширина охвата темы
0
0
0
Глубина
0
0
0
Оценка автору
0
0
0

Чтобы увидеть комментарии, или написать свой, авторизуйтесь.

ВНИМАНИЕ: факты и мнения, высказанные в этой статье, являются личным мнением автора. BeText.ru не несет никакой ответственности за точность, полноту, пригодность или достоверность любой информации в этой статье.