Skaitmeninės orų prognozės
Orų prognozės sudaromos skaitmeniniu būdu. Tai atliekama naudojant kompiuterinius atmosferos modelius. Tokie modeliai lygtimis apibūdina esamas oro sąlygas ir jų pokyčius laikui bėgant. Remiantis dabartinėmis oro sąlygomis, lygtis galima išspręsti arba apytiksliai apskaičiuoti, kokie orai bus netolimoje ateityje. Atitinkami fizikiniai parametrai, tokie kaip slėgis, temperatūra, vėjo kryptis ir greitis, laikomi laiko funkcijomis. Jie modeliuojami naudojant dalinių diferencialinių lygčių sistemą. Tai yra dinaminė sistema, kuri sprendžiama skaitmeniniu būdu. Dauguma šių lygčių įgyvendinamos naudojant FORTRAN. Lygtys yra aproksimuojamos. Kadangi skaičiavimų skaičius yra didžiulis, juos paprastai atlieka superkompiuteriai, kad baigtų, kol dar nevėlu.
Skaitmeninis orų prognozavimas, naudojant GFS
Pagrindinė idėja
Atmosfera modeliuojama kaip skystis. Pagrindinė skaitmeninio orų prognozavimo idėja - imti skysčio būsenos pavyzdžius tam tikru metu. Tada skysčių dinamikos ir termodinamikos lygtimis galima įvertinti skysčio būklę tam tikru metu ateityje.
Vietos orų prognozė
Rezultatai paprastai būna per daug netikslūs, kad jais būtų galima remtis prognozuojant orus bet kurioje vietoje. Dėl šios priežasties meteorologai tikrina reikšmes ir lygina jas su istoriniais duomenimis. Kitaip tariant, jie naudojasi duomenimis, padedančiais sudaryti orų prognozę.
Modelio išvesties statistika - tai statistinis modelis, kuris buvo sukurtas 1960-1970 m. Jame naudojama regresinė analizė, kad būtų galima visiškai automatizuotai prognozuoti. Naudojant jį automatiškai analizuojami istoriniai duomenys. Viena iš jo programų vadinama tiesioginiu modelio išvedimu. MOS naudoja ir istorinius duomenis, ir statistinį modeliavimą. Prognozės ilgesniam nei maždaug šešių valandų laikotarpiui yra nepatikimos.
Kitas gerai žinomas modelis - Pasaulinė prognozių sistema (GFS), kurią valdo JAV meteorologijos tarnyba NOAA. Jis prognozę pateikia keturis kartus per dieną. Kadangi informacija yra nemokama, GFS dažnai naudojama, ypač mažesnėse meteorologijos stotyse.
Ansambliai
Atmosfera yra chaotiška sistema. Mažas įvesties verčių pokytis nebūtinai lemia mažą išvesties pokytį. Taip yra dėl susijusių skysčių dinamikos lygčių. Šios lygtys sprendžiamos arba aproksimuojamos vieną kartą su stebėtais parametrais. Tai atliekama dar kelis kartus su parametrais, kurie yra pagrįsti stebėtomis vertėmis, bet šiek tiek pakeistomis. Kadangi skaičiavimo galia yra ribota, tokio modelio "skiriamoji geba" yra stambesnė. Baigus visus skaičiavimus, jie palyginami tarpusavyje. Apskaičiuoti rezultatai, kurie yra "panašūs", rodo, kad prognozė yra palyginti gera. Kai kuriais atvejais tai reiškia, kad galima tiksliai prognozuoti orus maždaug dešimčiai dienų; kitais atvejais gali būti sunku prognozuoti orus net kelioms dienoms.
Susiję puslapiai
- Meteorologijos tarnyba
- Atogrąžų ciklonų prognozavimo modelis
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra skaitmeninė orų prognozė?
A: Skaitmeninis orų prognozavimas - tai būdas, kuriuo orų prognozės sudaromos naudojant kompiuterinius atmosferos modelius.
K: Kaip šie modeliai apibūdina dabartines oro sąlygas?
A: Šie modeliai apibūdina esamas oro sąlygas, naudodami lygtis, kuriose atsižvelgiama į tokius parametrus kaip slėgis, temperatūra, vėjo kryptis ir greitis.
K: Kaip šios lygtys sprendžiamos?
A: Šios lygtys sprendžiamos skaitine tvarka, naudojant dinaminę dalinių diferencialinių lygčių sistemą.
K: Kokia programavimo kalba šios lygtys įgyvendinamos?
A: Dauguma šių lygčių įgyvendinamos naudojant FORTRAN.
K: Kodėl šioms lygtims spręsti naudojami superkompiuteriai?
A: Superkompiuteriai naudojami todėl, kad skaičiavimų skaičius yra didžiulis ir juos reikia atlikti greitai.
K: Į kokius fizikinius parametrus atsižvelgiama modeliuojant orus?
A: Modeliuojant orus atsižvelgiama į tokius fizikinius parametrus kaip slėgis, temperatūra, vėjo kryptis ir greitis.
K: Ar šis modeliavimas gali tiksliai numatyti orus?
A: Nors modeliavimas ne visada yra visiškai tikslus, jis yra naudingas įrankis, padedantis prognozuoti orus ateityje.
