为什么准确预测天气如此困难?

您计划并希望并密切关注天气预报。即便如此,你期待已久的假期还是会被坏天气这一不速之客毁掉。谷歌可能向我保证周末“大部分时间都是晴天”,但我惨痛地发现,显然,雨根本不在乎预测。

我很确定每个人都有自己版本的“计划被天气预报搞砸了”的故事。但为什么我们的天气预报如此不准确呢?为什么即使世界上有所有的技术奇迹,预测天气仍然是一个挑战?


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天气预报有多准确?

天气预报经常出错,但并不像您想象的那么频繁。我们往往主要关注出了什么问题,所以感觉预测总是不准确。

五天的预测实际上相当准确 – 大约 90% 的时间预测都是正确的。对于 7 天的预测,这个数字会下降到大约 80%。但增加更多天数,不确定性不可避免地会增加。

对于 10 天的预测,事情进展顺利的可能性约为 50-50。除此之外,好吧……相信预测,风险由您自己承担。

7 天的预测可能相当准确,但在那之后,事情就变得更加难以预测。 (图片来源:ojal/Shutterstock)

这些数字也比以前好得多。今天的五天预测与 1980 年的一天预测具有相同的精度。

另请阅读:天气预报如何工作?

天气预报如何工作?

天气预报是一个复杂的过程,涉及大量数据、数学模型和计算。来自不同来源(例如卫星)的大量数据被积累和分析。强大的计算机使用这些数据进行预测。

使用卫星等来源收集大量数据来进行天气预报。(照片来源:Andrey VP/Shutterstock)

使用数值分析来预测天气的想法起源于 20 年代 Lewis Fry Richardson 的著作。后来,随着在超级计算机的帮助下,这成为一种更实用的方法。

为了确定任意点的大气状态并进行预测,必须考虑几个不同的变量。这些变量涉及风、温度、压力和其他。变量用作可输入数学模型的初始条件。这些模型是根据历史数据模式和天气的典型行为设计的。

数据收集和计算机处理能力的进步也有助于解释为什么今天的预测有了如此显着的改进。

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为什么天气预报不准确?

那么问题出在哪里呢?我们利用今天的天气状况来确定明天的天气。这一过程涉及的变量数量巨大,这就是天气通常难以预测的原因。

描述大气状态涉及许多变量。 (图片来源:mokokomo/Shutterstock)

混沌理论

天气预报实验实际上导致了混沌理论的形成。 1961 年,爱德华·洛伦兹 (Edward Lorenz) 尝试创建准确的天气预报模型。他将代表不同大气变量的值输入计算机以预测天气。

在这个实验中,他完全偶然发现了一些东西。当他将这些值从原来的小数点后六位缩短到只有小数点后三位时,结果就产生了截然不同的结果。初始条件下小于千分之一的误差使得预测看起来彼此没有关系。

混沌的教训

混沌理论描述了对初始条件极其敏感的系统。天气是不可预测的,因为它是一个混沌系统。

如果你观察两个初始条件几乎相同的混沌系统,在很短的时间内,这个“几乎”——微小的变化——就会变成巨大的变化s 处于系统状态。两个看起来非常相似的不同预报可能会迅速变成完全不同的天气状况。

完美是不可能的

我们无法考虑决定天气状态的所有变量。我们也无法完全准确地确定它们。如果从理论上讲,我们可以同时做到这两点,那么,也只有这样,我们才能获得一个可以 100% 准确度预测天气的系统。

但是,可惜,这是不可能的。我们可以收集更多数据并提高数据的准确性。我们可以使用更好的超级计算机并提高大气成像的分辨率,但不可能绘制出大气中的每个分子及其轨迹。因此,我们的数据始终是不完整的,我们的结果也将是不准确的,至少有一小部分是不准确的。总是会涉及一些假设,这会扭曲最终结果。

天气预报可以变得更好,但永远不会完美ct。 (图片来源:kalen/Shutterstock)

继续前进

我们都曾遇到过这样的情况:我们最终咒骂天气预报和气象学家撒谎。我们,但从现在开始,放过他们一些吧。他们确实正在尽最大努力。天气真的很难预测!

这也不意味着我们认为天气是我们无法解决的问题。我们预测的距离和准确度可能有限,但预测总是越来越好。

最好的提醒之一是,曾经导致数千人死亡的飓风现在造成的损失要小得多。死亡人数。天气预报可能永远不是一门完美的科学,但它是一门极其重要的科学,而且进步表明它只会变得越来越好!


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