Numbriline ilmaprognoos
Numbriline ilmaprognoos on viis, kuidas tehakse ilmaprognoose. Selleks kasutatakse atmosfääri arvutimudeleid. Sellised mudelid kirjeldavad praeguseid ilmastikutingimusi ja nende muutumist aja jooksul, kasutades selleks võrrandeid. Praeguste ilmastikutingimuste abil saab võrrandeid lahendada või lähendada, et öelda, milline on ilm lähitulevikus. Asjakohased füüsikalised parameetrid, nagu rõhk, temperatuur, tuule suund ja kiirus, võetakse aja funktsioonidena. Neid modelleeritakse osaliste diferentsiaalvõrrandite süsteemiga. See on dünaamiline süsteem, mis lahendatakse numbriliselt. Enamik neist võrranditest on rakendatud FORTRANi abil. Võrrandeid lähendatakse. Kuna arvutuste arv on tohutu, teevad neid tavaliselt superarvutid, et lõpetada enne, kui on liiga hilja.
Numbriline ilmaprognoos, kasutades GFS-i
Põhiidee
Atmosfääri modelleeritakse kui vedelikku. Numbrilise ilmaprognoosi põhiidee on võtta proovid vedeliku seisundist antud ajahetkel. Seejärel saab vedeliku dünaamika ja termodünaamika võrrandeid kasutada, et hinnata vedeliku seisundit mingil ajal tulevikus.
Kohalik ilmaprognoos
Tulemused on tavaliselt liiga ebatäpsed, et neid saaks kasutada ilmaennustuseks mis tahes kohas. Seetõttu kontrollivad meteoroloogid väärtusi ja võrdlevad neid ajalooliste andmetega. Teisisõnu, nad kasutavad andmeid, et aidata koostada ilmaprognoosi.
Mudelväljundstatistika on statistiline mudel, mis töötati välja 1960. ja 1970. aastatel. See kasutab regressioonanalüüsi täielikult automatiseeritud prognoosimiseks. Selle abil analüüsitakse ajaloolisi andmeid automaatselt. Üks selle rakendustest on nn otsene mudeliväljund (Direct Model Output). MOS kasutab nii ajaloolisi andmeid kui ka statistilist modelleerimist. Ennustused, mis ületavad umbes kuue tunni pikkust ajavahemikku, on ebausaldusväärsed.
Teine tuntud mudel on Global Forecast System (GFS), mida haldab USA ilmateenistus NOAA. See annab prognoosi neli korda päevas. Kuna teave on tasuta, kasutavad GFS-i sageli, eriti väiksemad ilmajaamad.
Ansamblid
Atmosfäär on kaootiline süsteem. Sisendväärtuste väike muutus ei pruugi kaasa tuua väikest muutust väljundis. See tuleneb vooludünaamika võrranditest, mis on seotud. Need võrrandid lahendatakse või lähendatakse üks kord vaadeldud parameetritega. Seda tehakse veel mitu korda, kasutades parameetreid, mis põhinevad vaadeldud väärtustel, kuid mida on veidi muudetud. Kuna arvutusvõimsus on piiratud, on sellise mudeli "resolutsioon" jämedam. Kui kõik arvutused on lõpetatud, võrreldakse neid omavahel. Arvutuste tulemused, mis on "sarnased", näitavad, et prognoos on suhteliselt hea. Mõnel juhul tähendab see seda, et ilma on võimalik täpselt ennustada umbes kümne päeva pikkuseks ajavahemikuks; teistel juhtudel võib prognoosimine isegi mõne päeva pikkuseks ajavahemikuks olla keeruline.
Seotud leheküljed
- Met Office
- Troopiliste tsüklonite prognoosimudel
Küsimused ja vastused
K: Mis on numbriline ilmaprognoos?
V: Numbriline ilmaprognoos on viis, kuidas tehakse ilmaprognoose, kasutades atmosfääri arvutimudeleid.
K: Kuidas need mudelid kirjeldavad praeguseid ilmastikuolusid?
V: Need mudelid kirjeldavad praeguseid ilmastikutingimusi, kasutades võrrandeid, mis võtavad arvesse selliseid parameetreid nagu rõhk, temperatuur, tuule suund ja kiirus.
K: Kuidas neid võrrandeid lahendatakse?
V: Need võrrandid lahendatakse numbriliselt, kasutades dünaamilist osaliste diferentsiaalvõrrandite süsteemi.
K: Millises programmeerimiskeeles neid võrrandeid rakendatakse?
V: Enamik neist võrranditest on rakendatud FORTRANi keeles.
K: Miks kasutatakse nende võrrandite lahendamiseks superarvuteid?
V: Superarvuteid kasutatakse seetõttu, et arvutuste arv on suur ja need tuleb kiiresti lõpetada.
K: Milliseid füüsikalisi parameetreid võetakse arvesse ilmastiku modelleerimisel?
V: Ilma modelleerimisel võetakse arvesse selliseid füüsikalisi parameetreid nagu rõhk, temperatuur, tuule suund ja kiirus.
K: Kas selline modelleerimine suudab täpselt ennustada ilma?
V: Kuigi modelleerimine ei ole alati täiesti täpne, on see kasulik vahend tulevaste ilmamudelite prognoosimiseks.
