Vejret bekymrer folk hver dag: det fungerer som en daglig smerte, når der ikke er noget at have på på arbejde,
En kort udflugt i historien
De første skridt i vejrudsigten blev tageti det gamle Babylon omkring 650 f.Kr. e. Lokalbefolkningen forudsagde vejrændringer baseret på observationer af planeter, skyer og optiske illusioner. Først i det 4. århundrede f.Kr. e. Aristoteles forvandlede dem til en videnskabelig teori inden for rammerne af afhandlingen "Meteorology", hvori han talte om vejrfænomener, tørke, jordskælv og sammenhængen mellem nedbør og kulde. Så troede videnskabsmanden fejlagtigt, at Solen, stjerner, kometer, regn er fænomener af samme natur, og Jorden er universets centrum.
Tidligere stolede folk på vejrudsigtertegn. For eksempel mente man, at sangen af en finke ved daggry og den rødlige nuance på himlen indikerer, at regnen nærmer sig. Men ifølge en Yandex Weather-undersøgelse går kun 20% af varslerne faktisk i opfyldelse. Kun 75 ud af 188 folkeforudsigelser viste sig at være pålidelige i mere end 50% af tilfældene: ofte afspejlede størstedelen af tegnene tværtimod det modsatte billede.
Tegn vs. Data
Den første officielle vejrudsigt blev lavetsøofficer Robert FitzRoy og offentliggjort i avisen Times i 1860. Derefter begyndte Meteorologisk Afdeling arbejdet i England, hvis prognoser var baseret på et innovativt koncept - indsamling af data ved hjælp af stormglas, overvågning af temperaturværdier, vindstyrke og retning samt barometeraflæsninger. I det 19. århundrede udviklede den amerikanske meteorolog Abbe Cleveland en matematisk tilgang til vejrudsigelse kaldet "The Physical Basis of Long-Range Weather Forecasting." Hans forskning blev senere forfinet af den norske videnskabsmand Vilhelm Bjerknes, som skabte et system, der stadig bruges i dag. Han var ansvarlig for opdagelsen af atmosfæriske fronter, som i fremtiden gjorde det muligt at skabe en teori om forekomsten og ændringerne af cykloner samt synoptiske kort.
Rusland er begyndt systematisk at indsamle vejrdataselv under Peter I, og allerede i 1724 åbnede den første vejrstation. Derefter blev der på Videnskabsakademiet udført observationer af vejrvariationer ved hjælp af et barometer og termometer. Senere, i 1856, blev telegrafdataindsamling organiseret, men den officielle dato for starten af den specialiserede tjeneste og udgivelsen af særlige bulletiner var den 13. januar 1872. I midten af det 19. århundrede var der 50 meteorologiske stationer i landet, og i begyndelsen af det 20. århundrede var det blevet det bredeste netværk i verden.
Dataindsamlingsassistenter
I begyndelsen af det 20. århundrede blev de efterspurgtemeteorologiske stationer. I dag er den førende i deres antal Kina - der er omkring 15.000 stationer der. Der er kun 4.500 af dem i Rusland, og de fleste af dem er ikke udstyret med fjernovervågning og -styring.
Hvordan vejret bestemmes
Der er tre typer vejrstationer:
— automatisk professionel (sender automatisk data til vejrcentre);
— vejrbøjer (saml information om temperaturen af vandet og atmosfæren på dets overflade);
- semi-automatisk professionel (antyder tilstedeværelsen af en meteorolog, der kontrollerer arbejdet og fejlfinder udstyret).
Derudover hver dag kl.12 og klUTC sender meteorologer vejrballoner op i himlen - balloner fyldt med helium eller brint, der kan stige til en højde på 35 km over jorden (dobbelt så højt som flyvemaskiner). Efter at have nået det angivne punkt, sender radiosonden data om den kritiske temperatur, atmosfærisk tryk, fugtighed og vind i den øvre atmosfære. Uden dette er det umuligt at lave prognoser flere timer i forvejen.
Til at spore skyformationer, zonerintens nedbør og farlige fænomener (tordenvejr, orkan, hagl), bruges vejrradarer baseret på Doppler-effekten. Frekvensen af signalet, der reflekteres fra objekter i bevægelse, varierer afhængigt af hastigheden af deres bevægelse. Så ved at sammenligne den transmitterede og modtagne impuls kan du finde ud af, i hvilket område ophobningen af nedbør er placeret.
Der er flere typer vejrradarer:
— radaren til detektering af nedbør fungerer i S- og C-båndet eller i X-båndet på korte afstande;
— radar til detektering af skyer (K- eller W-bånd);
— MST opererer ved lave frekvenser for at måle højden af grænserne for luftlag med forskellige tætheder;
- Luftfartsvejrradar bruges i X-båndet som en navigator til at undgå kollisioner;
- Doppler vejrradargiver dig mulighed for samtidig at transmittere og modtage vandrette og lodrette polariserede bølger samt udføre periodisk observation (fra 3 til 15 minutter) inden for en radius på 250-300 km. Vi ser grafiske oplysninger indhentet fra DMRL-S på mange vejrsider.
Derudover at overvåge og overføre data vedrMeteorologiske satellitter bruges til at måle temperaturen på jordens overflade og sky-, sne- og isdække: geostationær og polar. Den første stigning til en højde på 36 tusinde km over havets overflade i retning af jordens rotation og udvikle en hastighed svarende til hastigheden af planetens rotation. De dækker 42 % af halvkuglen og viser løbende situationen i store regioner. Polarsatellitter bevæger sig i lavere baner på 850 til 1.000 km og giver udsigt over området med seks timers mellemrum.
Hver vejrsatellit er udstyret med to typer instrumenter.Undersøgelser giver tv og fotografiske billeder af land- og havoverflader samt sky-, sne- og isdække. Måleinstrumenter indsamler kvantitative karakteristika om tilstanden af atmosfæren, hydrosfæren og magnetosfæren.
Moderne prognosemetoder
Engelsk videnskabsmand Lewis Richardson i 1910foreslået en metode til løsning af Bjerknes differentialligninger ved hjælp af numeriske metoder. På grund af den høje kompleksitet af beregninger og manglen på maskinkraft, fik hans idé først anerkendelse efter flere år.
Matematiker John von Neumann lancerede projektetElektronisk computerprojekt til udvikling og videreproduktion af enheder, der er i stand til at løse komplekse matematiske problemer. Den første ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Compute) maskine blev lanceret i 1946. Med moderne standarder var dens computerkraft ubetydelig (357 multiplikationsoperationer eller 5.000 additionsoperationer pr. sekund), hvilket var meget forskelligt fra dets eksterne data. Maskinen bestod af tusindvis af vakuumrør og hundredtusindvis af modstande, kondensatorer og induktorer og vejede mere end 30 tons. Allerede i 1950 blev den første matematiske vejrudsigt med hjælp fra ENIAC lavet ved hjælp af Lewis Richardson-formlen. Men problemet var, at bilen ikke kunne følge med det skiftende vejr: For at få en vejrudsigt for de næste 24 timer krævede det nøjagtig samme mængde.
Næsten 30 år efter produktionen af den førstecomputer Seymour Cray, grundlægger af Cray Research, skabte den første supercomputer - Cray-1. I modsætning til ENIAC var Cray-1 i stand til at udføre op til 180 millioner operationer i sekundet, hvilket reducerede latens markant. Og i dag er Cray Inc. er fortsat en af de største producenter af supercomputere i verden.
Ruslands vigtigste supercomputer, som simulerervejret, beliggende ved Hydrometeorologisk Center. Dens ydeevne er vurderet til 1,2 PFLOPS. Værktøjet består af 976 computernoder, som hver har to Intel Xeon E5-2697 version 4 serverprocessorer og 128 GB RAM.
Supercomputer
Sådan indsamler populære tjenester data
De mest populære tjenester i Rusland er Yandex Weather og Gismeteo.
Gismeteo indsamler vejrdata via World Wide Webmeteorologisk organisation, radarer, satellitter, vejrstationer. Efter fuldstændig bearbejdning i matematiske modeller justerer prognosemageren den færdige prognose og sætter den på brugernes kort.
Yandex bruger sin egen udvikling "Meteum",baseret på fire udenlandske prognoser og en af vores egne, som er lavet ved hjælp af WRF-modellen (Weather Research and Forecasting). Dette system er designet til både atmosfærisk forskning og operationel prognose. Derudover bruger tjenesten Nowcasting-teknologi, som giver dig mulighed for at lave en kortsigtet prognose (fra 2 til 6 timer). Som følge heraf afspejles en detaljeret vejrudsigt grafisk på nedbørskortet.
Hvorfor prognoser er forkerte
Den første årsag til unøjagtige forudsigelser er fejl ivejrdata Når supercomputeren afslutter sine modelberegninger, bliver en deterministisk vejrudsigt for en vis periode kendt. "Sommerfugleeffekten" kan fungere her: Hvis der var en mikroskopisk fejl i de indledende data, vil det i løbet af et par dage blive til en enorm unøjagtighed. For at bekæmpe dette problem kan du bruge ensembleprognoser, det vil sige indsætte kunstige fejl i modellen ved hjælp af talgeneratorer. For eksempel, hvis en vejrstation registrerede en temperatur på +10 grader, kan du indlæse en værdi lidt lavere i modellen. Som et resultat af gentagne beregninger dannes der en vejrgraf: Hvis én prognose indikerer opvarmning, og alle de andre indikerer afkøling, vil sådanne data være fejlagtige.
Der er også en multi-model metode, der bruger gennemsnittet af flere model prognoser til at bestemme fremtidige vejrforhold.
En anden udfordring er manglen på vejrdata.Der er kun 4.500 vejrstationer i Rusland (1,5 gange færre end anbefalet af World Meteorological Organization). Den optimale afstand mellem punkterne er 50 km i fladt terræn og 25 km i bjergene. Under normale omstændigheder bør der installeres mindst 7.000 vejrstationer i Rusland. Dette problem afhjælpes noget af data, der kommer fra almindelige brugere gennem undersøgelser eller hjemmevejrstationer, samt åben information fra andre vejrcentre.
Den tredje grund er vejrets spontanitet.Det er næsten umuligt at tage højde for alle nuancerne. Jo længere sigt prognosen er, jo flere fejl indeholder den. Derfor rådes folk til at overvåge vejrændringer dagligt. For eksempel vil en prognose for klokken 12 være korrekt med en sandsynlighed på 95 %. Samtidig vil langsigtede prognoser dannet flere dage i forvejen vise sig at være korrekte med en sandsynlighed på 65%.
Lidt om vejrmarkedsføring, eller hvad har burgere med det at gøre?!
Vejret sætter stemningen.Ifølge en undersøgelse fra Joys.Loyalty-platformen foretager omkring 84% af mennesker impulskøb. Marketingfolk forsøger at identificere mønstre ved hjælp af Big Data-værktøjer, der leder efter sammenhænge mellem omsætning og vejrforhold.
For eksempel den største detailkæde Walmartfastslået, at vinden påvirker salget af bær. Virksomheden lancerede en reklamekampagne i regioner med et lignende klima - således tredoblede brandet salget. Derudover har marketingfolk bemærket, at hakket kød sælger godt i varmt, solrigt vejr, når der er lidt vind udenfor. Denne forskning hjalp med at øge salget af burgere med 18 %.
Hvordan vejret påvirker salget
Den amerikanske tv-kanal The Weather Channelsporer vejrets indflydelse på tv-seeres følelsesmæssige baggrund. Hans samarbejde med Pantene-mærket hjalp med at øge produktsalget med 10 % på to måneder. Sammen med Walgreens apotekskæde besluttede virksomheden at reklamere for et produkt til krøllet hår i perioder med høj luftfugtighed. Dette påvirkede hele hårplejemarkedet, hvor det samlede salg i segmentet steg med 4%.
Ved at sammenligne vejrdata og flyveplaner,Red Roof-hotelkæden målrettede en markedsføringskampagne til de regioner, hvor flyvninger ofte er aflyst eller omlagt på grund af vejrforhold. Ved at tilbyde passagerer overnatning på hoteller i nærheden af lufthavne øgede virksomheden indtjeningen med 10%.
I dag er teknologien i stand til mange ting, bl.aherunder tilpasning til vejrforholdene i en bestemt region. For eksempel har Spotify udgivet en sang af bandet White Denim, som brugerne kun kan lytte til, når det regner.
Læs mere:
17-årig ingeniør kom med en magnetløs motor: den kan bruges i elektriske køretøjer
To planeter er blevet fundet ikke langt fra Jorden. Måske er de beboede
En unik meteor omskrev solsystemets historie: hvor kom den fra