Været bekymrer folk hver dag: det fungerer som en daglig smerte når det ikke er noe å ha på seg på jobb,
En kort ekskursjon i historien
De første skrittene i værvarsling ble tatti det gamle Babylon rundt 650 f.Kr. e. Lokalbefolkningen spådde væretendringer basert på observasjoner av planeter, skyer og optiske illusjoner. Først på 400-tallet f.Kr. e. Aristoteles forvandlet dem til en vitenskapelig teori innenfor rammen av avhandlingen "Meteorology", der han snakket om værfenomener, tørke, jordskjelv og sammenhengen mellom nedbør og kulde. Da trodde forskeren feilaktig at solen, stjerner, kometer, regn er fenomener av samme natur, og at jorden er sentrum av universet.
Tidligere stolte folk på værvarslingtegn. For eksempel ble det antatt at sangen av en finke ved daggry og den rødlige himmelen indikerer at regnet nærmer seg. Imidlertid, ifølge en Yandex Weather-studie, er det bare 20 % av varslene som faktisk går i oppfyllelse. Bare 75 av 188 folkespådommer viste seg å være pålitelige i mer enn 50% av tilfellene: ofte gjenspeilte flertallet av tegnene tvert imot det motsatte bildet.
Tegn vs. Data
Den første offisielle værmeldingen ble lagetmarineoffiser Robert FitzRoy og publisert i avisen Times i 1860. Deretter begynte Meteorologisk avdeling arbeidet i England, hvis prognoser var basert på et innovativt konsept - innsamling av data ved hjelp av stormglass, overvåking av temperaturverdier, vindstyrke og retning, samt barometeravlesninger. På 1800-tallet utviklet den amerikanske meteorologen Abbe Cleveland en matematisk tilnærming til værprediksjon kalt «The Physical Basis of Long-Range Weather Forecasting». Forskningen hans ble senere foredlet av den norske forskeren Vilhelm Bjerknes, som skapte et system som fortsatt brukes i dag. Han var ansvarlig for oppdagelsen av atmosfæriske fronter, som i fremtiden gjorde det mulig å lage en teori om forekomsten og endringene av sykloner, samt synoptiske kart.
Russland har begynt å systematisk samle inn værdataselv under Peter I, og allerede i 1724 åpnet den første værstasjonen. Deretter, ved Vitenskapsakademiet, ble observasjoner av værvariasjoner utført ved hjelp av et barometer og termometer. Senere, i 1856, ble det organisert telegrafdatainnsamling, men den offisielle datoen for starten av den spesialiserte tjenesten og utgivelsen av spesielle bulletiner var 13. januar 1872. På midten av 1800-tallet fantes det 50 meteorologiske stasjoner i landet, og på begynnelsen av 1900-tallet var det blitt det bredeste nettverket i verden.
Datainnsamlingsassistenter
På begynnelsen av 1900-tallet ble de etterspurtmeteorologiske stasjoner. I dag er ledende i deres antall Kina - det er omtrent 15 000 stasjoner der. Det er bare 4500 av dem i Russland, og de fleste av dem er ikke utstyrt med fjernovervåking og kontroll.
Hvordan været bestemmes
Det er tre typer værstasjoner:
— automatisk profesjonell (send data automatisk til værsentre);
— værbøyer (samle inn informasjon om temperaturen på vannet og atmosfæren på overflaten);
- semi-automatisk profesjonell (antyder tilstedeværelsen av en meteorolog som kontrollerer arbeidet og feilsøker utstyret).
I tillegg hver dag kl 12 og klUTC sender meteorologer værballonger til himmelen - ballonger fylt med helium eller hydrogen som kan stige til en høyde på 35 km over bakken (dobbelt så høyt som fly). Etter å ha nådd det angitte punktet, sender radiosonden data om kritisk temperatur, atmosfærisk trykk, fuktighet og vind i det øvre laget av atmosfæren. Uten dette er det umulig å lage prognoser flere timer i forveien.
For å spore skyformasjoner, sonerintens nedbør og farlige fenomener (tordenvær, orkan, hagl), værradarer basert på Doppler-effekten brukes. Frekvensen til signalet som reflekteres fra objekter i bevegelse varierer avhengig av hastigheten på deres bevegelse. Så ved å sammenligne den overførte og mottatte impulsen kan du finne ut i hvilket område akkumuleringen av nedbør befinner seg.
Det finnes flere typer værradarer:
— radaren for å oppdage nedbør opererer i S- og C-båndet eller i X-båndet på korte avstander;
— radar for å oppdage skyer (K- eller W-bånd);
— MST opererer ved lave frekvenser for å måle høyden på grensene til luftlag med forskjellige tettheter;
- Luftfartsværradar brukes i X-båndet som en navigator for å unngå kollisjon;
- Doppler værradarlar deg sende og motta horisontalt og vertikalt polariserte bølger samtidig, samt utføre periodiske observasjoner (fra 3 til 15 minutter) innenfor en visningsradius på 250–300 km. Vi ser grafisk informasjon hentet fra DMRL-S på mange værsider.
I tillegg til å overvåke og overføre data omMeteorologiske satellitter brukes til å måle temperaturen på jordens overflate og skyer, snø og isdekke: geostasjonær og polar. Den første stige til en høyde på 36 tusen km over havet i retning av jordens rotasjon og utvikle en hastighet lik hastigheten på planetens rotasjon. De dekker 42 % av halvkulen og viser kontinuerlig situasjonen i store regioner. Polarsatellitter beveger seg i lavere baner på 850 til 1000 km og gir utsikt over området med seks timers mellomrom.
Hver værsatellitt er utstyrt med to typer instrumenter.Undersøkelser gir TV og fotografiske bilder av land- og havoverflater, samt sky-, snø- og isdekke. Måleinstrumenter samler inn kvantitative egenskaper om tilstanden til atmosfæren, hydrosfæren og magnetosfæren.
Moderne prognosemetodikk
Engelsk vitenskapsmann Lewis Richardson i 1910foreslått en metode for å løse Bjerknes differensialligninger ved hjelp av numeriske metoder. På grunn av den høye kompleksiteten til beregninger og mangelen på maskinkraft, fikk ideen hans anerkjennelse først etter flere år.
Matematiker John von Neumann lanserte prosjektetElektronisk datamaskinprosjekt for utvikling og videreproduksjon av enheter som er i stand til å løse komplekse matematiske problemer. Den første ENIAC-maskinen (Electronic Numerical Integrator and Compute) ble lansert i 1946. Etter moderne standarder var datakraften ubetydelig (357 multiplikasjonsoperasjoner eller 5000 addisjonsoperasjoner per sekund), noe som var veldig forskjellig fra eksterne data. Maskinen besto av tusenvis av vakuumrør og hundretusenvis av motstander, kondensatorer og induktorer og veide mer enn 30 tonn. Allerede i 1950, ved hjelp av ENIAC, ble den første matematiske værmeldingen laget ved hjelp av Lewis Richardson-formelen. Men problemet var at bilen ikke klarte å holde tritt med det skiftende været: For å få en prognose for de neste 24 timene tok det nøyaktig samme mengde.
Nesten 30 år etter produksjonen av den førstedatamaskin Seymour Cray, grunnlegger av Cray Research, skapte den første superdatamaskinen - Cray-1. I motsetning til ENIAC var Cray-1 i stand til å utføre opptil 180 millioner operasjoner per sekund, noe som reduserte ventetiden betydelig. Og i dag har Cray Inc. er fortsatt en av de viktigste produsentene av superdatamaskiner i verden.
Russlands viktigste superdatamaskin, som simulerervær, som ligger ved Hydrometeorologisk senter. Ytelsen er vurdert til 1,2 PFLOPS. Verktøyet består av 976 databehandlingsnoder, som hver har to Intel Xeon E5-2697 versjon 4 serverprosessorer og 128 GB RAM.
Superdatamaskin
Hvordan populære tjenester samler inn data
De mest populære tjenestene i Russland er Yandex Weather og Gismeteo.
Gismeteo samler inn værdata gjennom World Wide Webmeteorologisk organisasjon, radarer, satellitter, værstasjoner. Etter fullstendig prosessering i matematiske modeller, justerer prognosemakeren den ferdige prognosen og legger den på brukernes kart.
Yandex bruker sin egen utvikling "Meteum",basert på fire utenlandsprognoser og en av våre egne, som er laget ved hjelp av WRF-modellen (Weather Research and Forecasting). Dette systemet er designet for både atmosfærisk forskning og driftsprognoser. I tillegg bruker tjenesten Nowcasting-teknologi, som lar deg lage en kortsiktig prognose (fra 2 til 6 timer). Som et resultat blir en detaljert værmelding grafisk reflektert på nedbørskartet.
Hvorfor prognoser er feil
Den første grunnen til unøyaktige spådommer er feil iværdata Når superdatamaskinen er ferdig med modellberegningene, blir en deterministisk værmelding for en viss tidsperiode kjent. "Sommerfugleffekten" kan fungere her: hvis det var en mikroskopisk feil i de første dataene, vil det i løpet av noen dager bli en stor unøyaktighet. For å bekjempe dette problemet kan du bruke ensembleprognoser, det vil si å sette inn kunstige feil i modellen ved hjelp av tallgeneratorer. For eksempel, hvis en værstasjon registrerte en temperatur på +10 grader, kan du laste inn en verdi litt lavere i modellen. Som et resultat av gjentatte beregninger dannes det en værgraf: Hvis en prognose indikerer oppvarming, og alle de andre indikerer avkjøling, vil slike data være feilaktige.
Det finnes også en flermodellmetode som bruker gjennomsnittet av flere modellprognoser for å bestemme fremtidige værforhold.
En annen utfordring er mangelen på værdata.Det er bare 4500 værstasjoner i Russland (1,5 ganger færre enn anbefalt av Verdens meteorologiske organisasjon). Den optimale avstanden mellom punktene er 50 km i flatt terreng og 25 km i fjellet. Under normale omstendigheter bør minst 7000 værstasjoner installeres i Russland. Dette problemet lindres noe av data som kommer fra vanlige brukere gjennom undersøkelser eller hjemmeværstasjoner, samt åpen informasjon fra andre værsentre.
Den tredje grunnen er værets spontanitet.Det er nesten umulig å ta hensyn til alle nyansene. Jo lengre prognosen er, jo flere feil inneholder den. Derfor anbefales folk å overvåke væretendringer daglig. For eksempel vil en prognose for klokken 12 være riktig med en sannsynlighet på 95 %. Samtidig vil langtidsprognoser dannet flere dager i forveien vise seg å stemme med en sannsynlighet på 65%.
Litt om værmarkedsføring, eller hva har burgere med det å gjøre?!
Været setter stemningen.I følge en studie fra Joys.Loyalty-plattformen foretar omtrent 84 % av folk impulskjøp. Markedsførere prøver å identifisere mønstre ved hjelp av Big Data-verktøy som ser etter sammenhenger mellom inntekter og værforhold.
For eksempel den største butikkjeden Walmartfastslått at vinden påvirker salget av bær. Selskapet lanserte en reklamekampanje i regioner med lignende klima - dermed tredoblet merket salget. I tillegg har markedsførere lagt merke til at kjøttdeig selger godt i varmt, solrikt vær når det er lite vind ute. Denne forskningen bidro til å øke salget av burgere med 18 %.
Hvordan været påvirker salget
Amerikansk TV-kanal The Weather Channelsporer påvirkningen av været på den følelsesmessige bakgrunnen til TV-seere. Samarbeidet hans med Pantene-merket bidro til å øke produktsalget med 10 % på to måneder. Sammen med apotekkjeden Walgreens bestemte selskapet seg for å annonsere et produkt for krøllete hår i perioder med høy luftfuktighet. Dette påvirket hele hårpleiemarkedet, med totalt salg i segmentet som økte med 4 %.
Ved å sammenligne værdata og flyruter,Hotellkjeden Red Roof målrettet en markedsføringskampanje til de regionene der flyreiser ofte blir kansellert eller flyttet på grunn av værforhold. Ved å tilby passasjerene overnatting på hoteller nær flyplasser, økte selskapet fortjenesten med 10 %.
I dag er teknologi i stand til mange ting, inkludertinkludert tilpasning til værforholdene i en bestemt region. Spotify har for eksempel gitt ut en sang av bandet White Denim, som brukere bare kan lytte til når det regner.
Les mer:
17 år gammel ingeniør kom opp med en magnetløs motor: den kan brukes i elektriske kjøretøy
To planeter er funnet ikke langt fra jorden. Kanskje de er bebodd
En unik meteor skrev om historien til solsystemet: hvor kom den fra