Kazalo:

Kako nastane vreme in kako natančno ga lahko napovedujete?
Kako nastane vreme in kako natančno ga lahko napovedujete?

Video: Kako nastane vreme in kako natančno ga lahko napovedujete?

Video: Kako nastane vreme in kako natančno ga lahko napovedujete?
Video: Roman Republic Vs Carthage: Historical Battle of the Trebia River 218BC | Second Punic War Cinematic 2024, Marec
Anonim

Napovedovalci obljubljajo sončen dan, zunaj okna pa metež. Netočnosti v napovedih so povezane tako s hitro spreminjajočimi se okoljskimi razmerami kot s globalnimi podnebnimi spremembami. Kljub temu so sodobni meteorologi naredili preboj v napovedovanju, danes se za to uporabljajo matematični algoritmi, ustvarjajo se nove metode in orodja za preučevanje trenutnih vremenskih razmer.

Kako se danes preučujejo naravni pojavi in ali je mogoče v prihodnosti narediti popolnoma natančne napovedi, je na voljo v ameriški poljudnoznanstveni reviji Discover. T&P je članek prilagodil in prevedel.

Kako nastane vreme

Zemljina atmosferska plast je sestavljena predvsem iz dušika, kisika in vodne pare. Ta zrak se obnaša kot tekočina in, ko teče iz enega kraja v drugega, spreminja temperaturo, vlažnost in druge značilnosti. Vreme je stranski produkt ozračja, ki prenaša toploto z enega kraja na drugega.

Slika
Slika

Hladnejši zrak je gost in ne more zadržati veliko vlage; toplejši zrak je manj gost in lahko zadrži več vode. Ko trčijo območja zraka različnih temperatur in gostote, nastane dež, saj iz ohlajenega toplega zraka nastane voda. Lahko se pojavijo tudi druge padavine. Ko se topel, vlažen zrak dviga navzgor, se ohladi in voda kondenzira na delcih v zraku. Dvignjene kapljice postanejo težje in nato padejo na Zemljo.

Orkan nastane, ko se morska voda segreje nad 27 ℃ in hitro izhlapi, zrak nad oceanom pa se segreje in dvigne. Na njegovo mesto prihajajo tokovi hladnega zraka, ki se tudi segrejejo in dvigajo. Ta gibanja ustvarjajo močan veter, nastane orkan.

Kako so preučevali naravne pojave

Znanstvena opazovanja vremena so se začela v renesansi, ko so bili izumljeni barometri in termometri. Stari evropski učenjaki, kot je Galileo, so ta orodja uporabljali za razlago vremenskih pojavov.

Toda zgodnje napovedi so bile omejene in so temeljile le na predpostavki, da bo preteklost določila prihodnje vedenje.

"Če je danes nevihta v Kansasu in naslednji dan v Missouriju, lahko rečete, da bo naslednji dan prišla v Illinois," pojasnjuje Bob Henson, meteorolog in avtor Weather Underground.

Ta metoda deluje v stalnih razmerah – ko se nevihta postopoma premika ali ko se lokalno podnebje iz dneva v dan ne spreminja veliko (na primer v južni Kaliforniji).

Vendar ta preprosta metoda ne upošteva spreminjajočih se pogojev: na primer nevihte hitro nastanejo zaradi konvekcije (premikanje volumnov zraka z ene nadmorske višine na drugo, zaradi Arhimedove sile. - Ed.). Na srečo v današnjem svetu obstajajo novi načini za napovedovanje vremena. Napovedi ne delajo ljudje, ki gledajo zemljevide in včerajšnje vzpone in padce, delajo jih stroji.

Aktualne vremenske napovedi

Vremenoslovci uporabljajo številčno vremensko napoved z vnosom podatkov o trenutnih vremenskih razmerah. Nato se obdelajo v računalniškem modelu. Bolj kot so vneseni ustrezni in točni podatki, natančnejša bo napoved. Za pridobitev teh podatkov se uporabljajo instrumenti, kot so vremenski balon, letala, sateliti in oceanske boje.

Vremenski vzorci razdelijo regijo, državo ali celo celoten svet na celice. Njihova velikost vpliva na točnost napovedi. Z velikimi pravokotniki je težje videti, kaj se dogaja na majhnih območjih, vendar zagotavljajo splošno sliko vremenskih trendov skozi čas. Ta splošna napoved je potrebna, na primer, za določitev gibanja nevihte.

Majhne celice z višjo ločljivostjo omogočajo napovedovanje v krajšem časovnem obdobju – od enega do dveh dni – in pokrivajo samo določeno območje. Nekateri modeli se lahko osredotočajo na določene podatke, kot so hitrost vetra, temperatura in vlažnost. Zato lahko dva računalniška modela dajeta nekoliko drugačne rezultate tudi pri popolnoma enakih začetnih opazovanjih.

Slika
Slika

Ali so možne popolne napovedi?

"Računalniški modeli zadostujejo za vsakodnevne vremenske napovedi, zato meteorologi tukaj ne bodo veliko dodali," pravi Schumacher, docent za atmosferske znanosti na državni univerzi Colorado. - Toda to ne pomeni, da ljudje sploh niso potrebni. Napovedovalec lahko prepozna netočnosti v podatkih, ki jih reproducira računalniški sistem."

Padavine je veliko težje napovedati kot temperaturo, pravi Matt Kölsch, hidrometeorolog na univerzi Atmospheric Research Corporation v Boulderju.

»Temperatura je neprekinjeno polje, povsod je. Padavine so občasno polje, ponekod lahko dežuje ali sneži, ponekod jih sploh ne bo."

Krajinske značilnosti območja, kot so hribi, obale, vplivajo na padavine, računalniški modeli pa tega ne upoštevajo vedno. Kölsch pravi, da je za napovedovanje za 24 do 36 ur potreben meteorolog. Napovedovanje situacij z velikim vplivom, kot so orkani, tornadi in poplave, je zahtevnejše in zahteva tako človeške vire kot računalniške sisteme.

Od petdesetih let prejšnjega stoletja so hitri računalniki vse bolj natančne napovedi. Današnja petdnevna napoved je po podatkih Nacionalne uprave za oceane in atmosfero točna približno 90 % časa.

7-dnevna napoved se izkaže za pravilno 80% časa, 10-dnevna pa v 50%

Danes je petdnevna napoved orkana zanesljivejša od štiridnevne napovedi v začetku 2000-ih in tridnevne napovedi v 90-ih. In časopis Nature iz leta 2015 je ugotovil, da so se napovedi za tri do deset dni izboljšale za približno en dan v desetletju, kar pomeni, da je trenutna šestdnevna napoved enako točna kot petdnevna napoved pred 10 leti.

Na žalost velike podnebne spremembe zapletejo proces napovedovanja. Obstaja šala, da lahko metulj, ki plapola v Hongkongu, spremeni vreme v New Yorku. To idejo je leta 1972 predstavil matematik in meteorolog Edward Lorenz. "Učinek metulja" je, da lahko majhne spremembe močno vplivajo na razvoj celotnega sistema.

V praksi to pomeni, da lahko en računalniški model, zagnan več kot enkrat, tudi ob najmanjših razlikah v trenutnih razmerah daje različne napovedi. Zaradi tega je možna meja napovedi okoli 14 dni, pravi Bob Henson.

»Lorenz je v bistvu rekel, da je nemogoče napovedati vremenske vzorce za več kot dva tedna, ker bodo ta majhna metuljeva krila in nešteto drugih malenkosti privedle do velikih sprememb,« pravi Henson.

Meteorolog Judt je prepričan, da človeštvo nikoli ne more napovedati nevihte več kot nekaj ur vnaprej, ne glede na to, kako dobra so opazovanja.

"Za orkane in nevihte, ki so veliko močnejši (in jih je zato lažje zaznati vnaprej), je lahko obdobje dva do tri tedne," pravi.

Pri izdelavi napovedi meteorologi upoštevajo negotovosti z večkratno uporabo matematičnega modela. Hkrati bo dal nekoliko drugačen rezultat, vendar bo večina podobnih. Najpogostejši bodo končni rezultat.

Priporočena: