Numerisk väderprognos
Numerisk väderprognos är det sätt på vilket väderprognoser görs. Detta görs med hjälp av datormodeller av atmosfären. Sådana modeller beskriver de aktuella väderförhållandena och hur de förändras över tiden med hjälp av ekvationer. Med hjälp av de aktuella väderförhållandena kan ekvationerna lösas eller approximeras för att säga hur vädret kommer att vara i den närmaste framtiden. De relevanta fysiska parametrarna, t.ex. tryck, temperatur, vindriktning och vindhastighet, antas vara funktioner i tiden. Dessa modelleras med ett system av partiella differentialekvationer. Detta är ett dynamiskt system som löses numeriskt. De flesta av dessa ekvationer genomförs med hjälp av FORTRAN. Ekvationerna är approximerade. Eftersom antalet beräkningar är enormt många brukar superdatorer göra dem, för att bli klara innan det är för sent.
Numerisk väderprognos med hjälp av GFS
Grundläggande idé
Atmosfären modelleras som en vätska. Den grundläggande idén med numerisk väderprognos är att ta prov på vätsketillståndet vid en viss tidpunkt. Ekvationerna för fluiddynamik och termodynamik kan sedan användas för att uppskatta vätsketillståndet vid en viss tidpunkt i framtiden.
Lokal väderprognos
Resultaten är vanligtvis för oprecisa för att kunna användas för att förutsäga vädret på någon plats. Därför kontrollerar meteorologerna värdena och jämför dem med historiska data. Med andra ord använder de uppgifterna för att hjälpa till att ta fram väderprognoser.
Model Output Statistics är en statistisk modell som utvecklades på 1960- och 1970-talen. Den använder regressionsanalys för en helautomatisk prognos. Med den analyseras historiska data automatiskt. En av dess tillämpningar kallas Direct Model Output. MOS använder både historiska data och statistisk modellering. Förutsägelser som sträcker sig längre än cirka sex timmar är opålitliga.
En annan välkänd modell är Global Forecast System (GFS), som drivs av den amerikanska vädertjänsten NOAA. Den ger en prognos fyra gånger om dagen. Eftersom informationen är gratis används GFS ofta, särskilt av mindre väderstationer.
Ensembler
Atmosfären är ett kaotiskt system. En liten förändring av ingångsvärdena leder inte nödvändigtvis till en liten förändring av resultatet. Detta beror på de fluiddynamiska ekvationer som är inblandade. Dessa ekvationer löses eller approximeras en gång med de parametrar som observerats. Detta görs ytterligare flera gånger med parametrar som bygger på de observerade värdena, men som har ändrats något. Eftersom beräkningskraften är begränsad är "upplösningen" av en sådan modell mer grov. När alla beräkningar är klara jämförs de med varandra. Beräknade resultat som "liknar varandra" tyder på att prognosen är relativt god. I vissa fall innebär detta att det är möjligt att exakt förutsäga vädret för en tidsperiod på cirka tio dagar, i andra fall kan en förutsägelse över ens några dagar vara svår.
Relaterade sidor
- Met Office
- Prognosmodell för tropiska cykloner
Frågor och svar
F: Vad är numerisk väderprognos?
S: Numerisk väderprognos är det sätt på vilket väderprognoser görs med hjälp av datormodeller av atmosfären.
F: Hur beskriver dessa modeller de aktuella väderförhållandena?
S: Modellerna beskriver de aktuella väderförhållandena med hjälp av ekvationer som tar hänsyn till parametrar som tryck, temperatur, vindriktning och vindhastighet.
F: Hur löses dessa ekvationer?
S: Dessa ekvationer löses numeriskt med hjälp av ett dynamiskt system av partiella differentialekvationer.
F: Vilket programmeringsspråk används för att implementera dessa ekvationer?
S: De flesta av dessa ekvationer implementeras med hjälp av FORTRAN.
F: Varför används superdatorer för att lösa dessa ekvationer?
S: Superdatorer används eftersom antalet beräkningar är enormt och de måste slutföras snabbt.
F: Vilka fysiska parametrar tar man hänsyn till när man modellerar vädret?
S: Fysiska parametrar som tryck, temperatur, vindriktning och vindhastighet tas med i beräkningen när man modellerar vädret.
F: Kan denna modellering exakt förutsäga vädret?
S: Även om modelleringen inte alltid är helt korrekt är den ett användbart verktyg för att förutsäga vädermönster i framtiden.
