Vrijeme brine ljude svaki dan: djeluje kao svakodnevna muka kada se nema što obući za posao,
Kratki izlet u povijest
Učinjeni su prvi koraci u predviđanju vremenau starom Babilonu oko 650. pr. e. Mještani su predviđali promjene vremena na temelju promatranja planeta, oblaka i optičkih iluzija. Tek u 4. st. pr. e. Aristotel ih je pretočio u znanstvenu teoriju u okviru rasprave “Meteorologija” u kojoj je govorio o vremenskim pojavama, suši, potresima i povezanosti oborina i hladnoće. Tada je znanstvenik pogrešno vjerovao da su Sunce, zvijezde, kometi, kiše pojave iste prirode, a da je Zemlja središte Svemira.
Ranije su se ljudi oslanjali na prognozu vremenaznakovi. Na primjer, vjerovalo se da pjev zebe u zoru i crvenkasto nebo ukazuju na približavanje kiše. Međutim, prema studiji Yandex Weather, samo 20% predskazanja se stvarno obistine. Samo 75 od 188 narodnih predviđanja pokazalo se pouzdanim u više od 50% slučajeva: često je većina znakova, naprotiv, odražavala suprotnu sliku.
Znakovi vs. Podaci
Izrađena je prva službena vremenska prognozamornarički časnik Robert FitzRoy i objavljen u novinama Times 1860. Tada je u Engleskoj započeo s radom Meteorološki odjel čije su se prognoze temeljile na inovativnom konceptu - prikupljanju podataka pomoću olujnog stakla, praćenju vrijednosti temperature, jačine i smjera vjetra, kao i očitanja barometra. U 19. stoljeću američki meteorolog Abbe Cleveland razvio je matematički pristup predviđanju vremena pod nazivom "Fizička osnova dugoročne prognoze vremena". Njegovo istraživanje kasnije je doradio norveški znanstvenik Vilhelm Bjerknes, koji je stvorio sustav koji se i danas koristi. Zaslužan je za otkriće atmosferskih fronti, što je u budućnosti omogućilo stvaranje teorije o nastanku i promjenama ciklona, kao i sinoptičke karte.
Rusija je počela sustavno prikupljati vremenske podatkečak i pod Petrom I., a već 1724. otvorena je prva meteorološka stanica. Zatim su na Akademiji znanosti promatrana varijabilnost vremena pomoću barometra i termometra. Kasnije, 1856. godine, organizirano je i brzojavno prikupljanje podataka, ali je službeni datum početka rada specijalizirane službe i izdavanja posebnih biltena bio 13. siječnja 1872. godine. Do sredine 19. stoljeća u zemlji je bilo 50 meteoroloških postaja, a do početka 20. stoljeća to je postala najšira mreža na svijetu.
Pomoćnici za prikupljanje podataka
Početkom 20. stoljeća postali su traženimeteorološke stanice. Danas je lider u njihovom broju Kina - tamo ima oko 15.000 stanica. U Rusiji ih ima samo 4500, a većina ih nije opremljena daljinskim nadzorom i kontrolom.
Kako se određuje vrijeme
Postoje tri vrste meteoroloških stanica:
— automatski profesionalni (autonomno šalje podatke meteorološkim centrima);
— meteorološke plutače (prikupljaju podatke o temperaturi vode i atmosfere na njezinoj površini);
- poluautomatski profesionalni (podrazumijeva prisutnost meteorologa koji kontrolira rad i otklanja kvarove na opremi).
Osim toga, svaki dan u 12 sati i podneUTC, meteorolozi lansiraju u nebo meteorološke balone - balone napunjene helijem ili vodikom koji se mogu podići do visine od 35 km iznad tla (dva puta više od aviona). Dostigavši zadanu točku, radiosonda odašilje podatke o kritičnoj temperaturi, atmosferskom tlaku, vlazi i vjetru u gornjem sloju atmosfere. Bez toga je nemoguće praviti prognoze nekoliko sati unaprijed.
Za praćenje formacija oblaka, zonaintenzivnih oborina i opasnih pojava (grmljavinsko nevrijeme, orkan, tuča), koriste se vremenski radari temeljeni na Dopplerovom efektu. Frekvencija signala reflektiranog od pokretnih objekata varira ovisno o brzini njihovog kretanja. Dakle, usporedbom odaslanog i primljenog impulsa možete saznati na kojem se području nalazi nakupina oborine.
Postoji nekoliko vrsta meteoroloških radara:
— radar za otkrivanje oborina radi u S- i C-pojasu ili u X-pojasu na kratkim udaljenostima;
— radar za otkrivanje oblaka (K- ili W-pojas);
— MST radi na niskim frekvencijama za mjerenje visine granica zračnih slojeva različite gustoće;
- zrakoplovni vremenski radar koristi se u X-pojasu kao navigator za izbjegavanje sudara;
- Doppler vremenski radaromogućuje vam istovremeno odašiljanje i primanje vodoravno i okomito polariziranih valova, kao i provođenje periodičkog promatranja (od 3 do 15 minuta) u radijusu gledanja od 250-300 km. Vidimo grafičke informacije dobivene od DMRL-S na mnogim stranicama o vremenu.
Osim toga, za praćenje i prijenos podataka oZa mjerenje temperature Zemljine površine i oblaka, snježnog i ledenog pokrivača koriste se meteorološki sateliti: geostacionarni i polarni. Prvi se dižu na visinu od 36 tisuća km iznad razine mora u smjeru rotacije Zemlje i razvijaju brzinu jednaku brzini rotacije planeta. Pokrivaju 42% hemisfere i kontinuirano prikazuju stanje u velikim regijama. Polarni sateliti kreću se nižim orbitama od 850 do 1000 km i pružaju pogled na područje u intervalima od šest sati.
Svaki meteorološki satelit opremljen je s dvije vrste instrumenata.Ankete daju televizijske i fotografske slike kopnenih i oceanskih površina, kao i oblaka, snijega i ledenog pokrivača. Mjerni instrumenti prikupljaju kvantitativne karakteristike o stanju atmosfere, hidrosfere i magnetosfere.
Suvremena metodologija predviđanja
Engleski znanstvenik Lewis Richardson 1910predložio metodu za rješavanje Bjerknesovih diferencijalnih jednadžbi pomoću numeričkih metoda. Zbog velike složenosti proračuna i nedostatka strojne snage, njegova ideja dobila je priznanje tek nakon nekoliko godina.
Matematičar John von Neumann pokrenuo je projektProjekt elektroničkog računala za razvoj i daljnju proizvodnju uređaja sposobnih za rješavanje složenih matematičkih problema. Prvi ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Compute) stroj lansiran je 1946. godine. Prema suvremenim standardima, njegova računalna snaga bila je zanemariva (357 operacija množenja ili 5000 operacija zbrajanja u sekundi), što se jako razlikovalo od njegovih vanjskih podataka. Stroj se sastojao od tisuća vakuumskih cijevi i stotina tisuća otpornika, kondenzatora i induktora, a težio je više od 30 tona. Već 1950. godine uz pomoć ENIAC-a napravljena je prva matematička vremenska prognoza pomoću formule Lewisa Richardsona. No problem je bio u tome što automobil nije mogao pratiti promjenjivo vrijeme: točno toliko je trebalo da dobije prognozu za sljedeća 24 sata.
Gotovo 30 godina nakon proizvodnje prveračunalo Seymour Cray, osnivač tvrtke Cray Research, stvorio je prvo superračunalo - Cray-1. Za razliku od ENIAC-a, Cray-1 je mogao izvesti do 180 milijuna operacija u sekundi, što je značajno smanjilo kašnjenje. A danas Cray Inc. ostaje jedan od glavnih proizvođača superračunala u svijetu.
Glavno superračunalo Rusije koje simuliravrijeme, koji se nalazi u Hidrometeorološkom centru. Njegove performanse su ocijenjene na 1,2 PFLOPS. Alat se sastoji od 976 računalnih čvorova, od kojih svaki ima dva poslužiteljska procesora Intel Xeon E5-2697 verzije 4 i 128 GB RAM-a.
Superračunalo
Kako popularne usluge prikupljaju podatke
Najpopularnije usluge u Rusiji su Yandex Weather i Gismeteo.
Gismeteo prikuplja vremenske podatke putem World Wide Webameteorološka organizacija, radari, sateliti, meteorološke stanice. Nakon potpune obrade u matematičkim modelima, prognostičar prilagođava gotovu prognozu i postavlja je na kartu korisnika.
Yandex koristi vlastiti razvoj "Meteum",na temelju četiri inozemne prognoze i jedne naše, koja je izrađena po modelu WRF (Weather Research and Forecasting). Ovaj sustav je dizajniran i za istraživanje atmosfere i za operativno predviđanje. Dodatno, usluga koristi tehnologiju Nowcasting, koja vam omogućuje izradu kratkoročne prognoze (od 2 do 6 sati). Kao rezultat toga, detaljna vremenska prognoza grafički se odražava na karti padalina.
Zašto su prognoze pogrešne
Prvi razlog za netočna predviđanja su pogreške upodaci o vremenu Kada superračunalo završi s izračunima modela, postaje poznata deterministička vremenska prognoza za neko vremensko razdoblje. Ovdje može djelovati "efekt leptira": ako je u početnim podacima postojala mikroskopska pogreška, tijekom nekoliko dana to će se pretvoriti u veliku netočnost. Kako biste riješili ovaj problem, možete koristiti skupne prognoze, odnosno umetnuti umjetne pogreške u model pomoću generatora brojeva. Na primjer, ako je meteorološka stanica zabilježila temperaturu od +10 stupnjeva, u model možete učitati nešto nižu vrijednost. Kao rezultat ponovljenih izračuna formira se vremenski grafikon: ako jedna prognoza ukazuje na zatopljenje, a sve druge na zahlađenje, takvi će podaci biti pogrešni.
Postoji i metoda s više modela koja koristi prosjek višestrukih prognoza modela za određivanje budućih vremenskih uvjeta.
Drugi izazov je nedostatak vremenskih podataka.U Rusiji postoji samo 4500 meteoroloških stanica (1,5 puta manje nego što preporučuje Svjetska meteorološka organizacija). Optimalna udaljenost između točaka je 50 km na ravnom terenu i 25 km na planinama. U normalnim okolnostima u Rusiji bi trebalo biti postavljeno najmanje 7000 meteoroloških stanica. Ovaj problem donekle ublažavaju podaci koji dolaze od običnih korisnika putem anketa ili kućnih meteoroloških stanica, kao i otvorene informacije iz drugih meteoroloških centara.
Treći razlog je spontanost vremena.Gotovo je nemoguće uzeti u obzir sve nijanse. Što je prognoza duža, to sadrži više pogrešaka. Stoga se savjetuje da svakodnevno prate promjene vremena. Na primjer, prognoza za 12 sati bit će točna s vjerojatnošću od 95%. Pritom će se dugoročne prognoze formirane nekoliko dana unaprijed pokazati točnima s vjerojatnošću od 65%.
Malo o vremenskom marketingu, odnosno kakve veze imaju hamburgeri?!
Vrijeme stvara raspoloženje.Prema istraživanju platforme Joys.Loyalty, oko 84% ljudi kupuje impulzivno. Marketinški stručnjaci pokušavaju identificirati uzorke pomoću Big Data alata koji traže korelacije između prihoda i vremenskih uvjeta.
Primjerice, najveći trgovački lanac Walmartutvrdio da vjetar utječe na prodaju bobica. Tvrtka je pokrenula reklamnu kampanju u regijama sa sličnom klimom - tako je marka trostruko povećala prodaju. Osim toga, trgovci su primijetili da se mljeveno meso dobro prodaje po toplom, sunčanom vremenu kada vani malo vjetra. Ovo istraživanje pomoglo je povećati prodaju hamburgera za 18%.
Kako vrijeme utječe na prodaju
Američki TV kanal The Weather Channelprati utjecaj vremena na emocionalnu pozadinu televizijskih gledatelja. Njegova suradnja s markom Pantene pomogla je povećati prodaju proizvoda za 10% u dva mjeseca. Zajedno s lancem ljekarni Walgreens, tvrtka je odlučila reklamirati proizvod za kovrčavu kosu tijekom razdoblja visoke vlažnosti zraka. To je utjecalo na cjelokupno tržište njege za kosu, pri čemu je ukupna prodaja u segmentu porasla za 4%.
Uspoređujući vremenske podatke i rasporede letova,Lanac hotela Red Roof usmjerio je marketinšku kampanju na one regije u kojima se letovi često otkazuju ili pomiču zbog vremenskih uvjeta. Nudeći putnicima smještaj u hotelima u blizini zračnih luka, tvrtka je povećala dobit za 10%.
Današnja tehnologija je sposobna za mnoge stvari, uključujućiuključujući prilagođavanje vremenskim uvjetima u određenoj regiji. Primjerice, Spotify je objavio pjesmu benda White Denim koju korisnici mogu slušati samo kad pada kiša.
Čitaj više:
17-godišnji inženjer osmislio je motor bez magneta: može se koristiti u električnim vozilima
Nedaleko od Zemlje pronađena su dva planeta. Možda su naseljeni
Jedinstveni meteor prepisao je povijest Sunčevog sustava: odakle je došao