ทำไมนักพยากรณ์อากาศยังผิดพลาด? นักอุตุนิยมวิทยาบอก

“ข้อผิดพลาดสะสมและนำไปสู่การคาดการณ์ที่ไม่ถูกต้อง”

— ดูเหมือนว่าความแม่นยำของการพยากรณ์

สภาพอากาศยังคงอยู่ที่ระดับต่ำก่อนการแพร่ระบาด โปรดบอกฉันว่าปัญหาคืออะไร?

- อาจจะฟังดูแปลกๆแต่แม่นการพยากรณ์อากาศในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมามีการเติบโตอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักจะสังเกตเห็นข้อผิดพลาดของนักพยากรณ์อากาศได้อย่างแม่นยำ ในขณะที่ไม่มีใครให้ความสนใจกับการพยากรณ์ที่แม่นยำ ดังนั้นดูเหมือนว่าการคาดการณ์จะโกหกตลอดเวลา แต่การพยากรณ์อากาศคืออะไร?

สิ่งสำคัญคือต้องแยกแนวคิดเรื่องสภาพอากาศและสภาพอากาศออกจากกันสภาพภูมิอากาศคือค่าเฉลี่ยที่กำหนดในระยะยาว เช่น อุณหภูมิเฉลี่ยในมอสโกในเดือนสิงหาคม: +18 °C ฤดูร้อนอากาศอบอุ่นและฤดูหนาวอากาศหนาว - นี่คือสภาพอากาศเช่นกัน และเมื่อเราบอกว่าในวันที่ 22 ธันวาคม เวลา 15.00 น. ในมอสโก จะมีอุณหภูมิ -15.3 °C - นี่คือสภาพอากาศ นั่นคือ ค่าเฉพาะ ณ เวลาที่กำหนด 

การพยากรณ์อากาศเกิดขึ้นได้อย่างไร?โลกทั้งใบปกคลุมด้วยเครือข่ายสถานีตรวจอากาศ - มีมากกว่า 10,000 แห่ง นอกจากนี้ยังมีบอลลูนสภาพอากาศในชั้นบรรยากาศ ดาวเทียมในอวกาศ ทุ่นสภาพอากาศในมหาสมุทร และอื่นๆ ทุก ๆ สามชั่วโมงพร้อมกัน พวกเขาวัดค่าพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยา (อุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม และพารามิเตอร์อื่น ๆ) ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลจำนวนมากบนพื้นฐานของการคาดการณ์อนาคต นี่คือแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดประการแรกสำหรับคุณ การวัดเหล่านี้ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบเสมอไป ตัวอย่างเช่น เทอร์โมมิเตอร์มักจะมีข้อผิดพลาด 0.1 °C ดูเหมือนว่านี่เป็นค่าที่น้อยมาก แต่เมื่อเราพิจารณาผลรวมของข้อผิดพลาดจากสถานีตรวจอากาศและความสูงต่างๆ เป็นเวลานาน สิ่งเหล่านี้จะสะสมและนำไปสู่การพยากรณ์ที่ไม่ถูกต้อง

แหล่งที่มาที่สองของข้อผิดพลาดคือขีดจำกัดของความสามารถในการคาดการณ์สภาพอากาศ. เป็นเวลาประมาณสองสัปดาห์ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำนายสภาพอากาศอย่างแม่นยำเป็นระยะเวลานาน ดังนั้น หากคุณเห็นการพยากรณ์สำหรับหนึ่งเดือนหรือสองเดือนบนอินเทอร์เน็ต สิ่งนี้ไม่มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ และคุณสามารถเดาได้ว่าการคาดการณ์นั้นขึ้นอยู่กับอะไร: การคาดคะเนข้อมูล การคำนวณค่าเฉลี่ยระยะยาว หรือการคาดคะเนของหมอผี ทำไมต้องสองสัปดาห์? ฉันคิดว่าคุณรู้เกี่ยวกับ "บัตเตอร์ฟลายเอฟเฟ็กต์" ในทางวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้เรียกว่า Lorentz Attractor: เมื่อความผันผวนเล็กน้อยของระบบในช่วงเวลานานส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนอย่างมาก และยิ่งเวลาผ่านไปมากเท่าไหร่ การคาดเดาความเบี่ยงเบนเหล่านี้ก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น

Natalya Kuksova หัวหน้าเมืองอัจฉริยะของ Sciencely and Meteorologist

- แต่อย่างไรก็ตาม นักพยากรณ์อากาศสามารถพยากรณ์ได้อย่างแม่นยำเป็นเวลาสองสัปดาห์หรือไม่?

- มากหรือน้อย.โดยปกติความแม่นยำในการคาดการณ์สำหรับวันพรุ่งนี้คือ 95-98% สำหรับวันมะรืน - 90-93% และอื่น ๆ - ความแม่นยำจะลดลงเรื่อย ๆ แต่มันก็เกิดขึ้นเช่นกันที่แม้แต่การคาดการณ์ในวันพรุ่งนี้ก็มีข้อผิดพลาด ทำไม

ลองนึกภาพดูพยากรณ์อากาศบนจุดหนึ่งในภูมิภาคมอสโกเพราะในที่นี้คุณมีเดชา จะเห็นว่าพรุ่งนี้อุณหภูมิจะอยู่ที่ +20 °C มีเมฆเป็นบางส่วน ไม่มีฝน ข้อมูลนี้มาจากไหน? เราได้กล่าวไปแล้วว่านักพยากรณ์อากาศรวบรวมข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศ จากนั้น พวกเขาเปิดตัวแบบจำลองทางกายภาพและคณิตศาสตร์ ซึ่งใช้ข้อมูลเหล่านี้และสมการอุณหพลศาสตร์ในการคำนวณการพยากรณ์อากาศ หากแบบจำลองดีการคาดการณ์ก็จะเชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม มีปัญหาสองประการ ประการแรกคือความหนาแน่นของเครือข่ายสถานีตรวจอากาศ: ไม่สูงทุกที่ซึ่งหมายความว่ามีข้อมูลไม่เพียงพอและจะกระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ ประการที่สองคือการขาดความสามารถของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลข้อมูลนี้และออกการคาดการณ์

การคาดการณ์ที่เราเห็นเช่นบนเว็บไซต์ศูนย์อุทกวิทยาไม่ใช่ข้อมูลสำหรับจุดใดจุดหนึ่ง แต่เป็นการพยากรณ์แบบกระจายต่อเซลล์ - สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านประมาณ 7 กม. (นี่คือตัวเลขเฉลี่ยสำหรับภูมิภาคมอสโก) แต่เขตข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยานั้นต่างกันมาก ตัวอย่างเช่น ความดันและอุณหภูมิไม่น่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในระยะทาง 7 กม. แต่ถ้าคุณดูที่แผนที่หยาดน้ำฟ้า มันจะต่างกันมาก แต่ยังมีลักษณะภูมิอากาศในท้องถิ่นเช่นเกาะร้อนในเมือง (ในเมืองจะอบอุ่นกว่าข้างนอกเสมอโดยเฉพาะในฤดูหนาว) และลักษณะการผ่อนปรน เป็นที่ชัดเจนว่าในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีด้านยาว 7 กม. ฝนสามารถผ่านในที่เดียวได้ แต่ไม่สามารถผ่านที่อื่นได้

ไปข้างหน้าไม่มีใครยกเลิกเหตุการณ์สภาพอากาศที่เป็นอันตราย ภาวะโลกร้อนไม่ได้เป็นเพียงการลดลงของจำนวนหมีขั้วโลกในแถบอาร์กติกเท่านั้น แต่ยังเพิ่มโอกาสของเหตุการณ์สภาพอากาศที่เป็นอันตราย การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและพฤติกรรมของพวกมันด้วย กระบวนการดังกล่าวคาดเดาได้ยากมาก

- ความแม่นยำของโมเดลมีขีดจำกัดหรือไม่? บทบาทของบุคคลคืออะไร?

- แม้แต่รุ่นที่ดีที่สุดจนถึงปัจจุบันมีข้อเสียหลายประการ ฉันจะไม่อธิบายกลไกการทำงานทั้งหมดของระบบที่ซับซ้อนเช่นแบบจำลองอุตุนิยมวิทยาเชิงกายภาพและคณิตศาสตร์ ฉันจะยกตัวอย่างดังกล่าว หากแบบจำลองมีข้อมูลไม่เพียงพอ (และในกริดที่มีด้านเซลล์ 7-10 กม. ก็จะขาดข้อมูลเสมอ!) แบบจำลองจะเริ่มคาดการณ์ไปยังพื้นที่ที่มีช่องว่าง นั่นเป็นสาเหตุที่นางแบบไม่สามารถจับภาพบรรยากาศด้านหน้าได้อย่างแม่นยำ กล่าวอีกนัยหนึ่ง คนมักจะวาดด้านหน้า ดังนั้นในสถานการณ์ที่เหมาะสม การคาดการณ์ใด ๆ ที่วาดโดยแบบจำลองควรได้รับการตรวจสอบโดยบุคคลที่แก้ไขการคาดการณ์ตามประสบการณ์ของเขา สิ่งนี้จำเป็นต้องเกิดขึ้นที่สนามบิน ในเมืองใหญ่ เช่นเดียวกับเมื่อคาดการณ์เหตุการณ์สภาพอากาศที่อันตรายและหายนะ แต่ถ้าการแก้ไขดังกล่าวไม่เกิดขึ้น (หรือผู้พยากรณ์มีประสบการณ์น้อย) ก็อาจเกิดขึ้นได้ว่าการคาดการณ์จะไม่เป็นจริง ก็เพียงพอแล้วที่ด้านหน้าบรรยากาศจะเปลี่ยนจากค่า "พยากรณ์" ไปสองสามสิบกิโลเมตรและแทนที่จะเป็น +20 ° C ที่สัญญาไว้คุณจะได้รับ +12 ° C ฝนและอารมณ์เสียเนื่องจากแผนการที่แตกสลายในการรวบรวม สำหรับการปิกนิกท่ามกลางอากาศบริสุทธิ์

เหตุใดบางครั้งนักอุตุนิยมวิทยาจึงพยากรณ์อากาศล่วงหน้าหลายเดือนและบอกได้ว่าฤดูร้อนหรือฤดูหนาวจะเป็นอย่างไร

- ช่วงเวลาที่ยากที่สุดสำหรับการคาดการณ์:ตั้งแต่ 2 สัปดาห์ถึงหลายเดือน โดยทั่วไปเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นกับบรรยากาศ แต่จากหนึ่งเดือนเราจะคำนวณการคาดการณ์ระยะยาว (หรือตามฤดูกาล) ที่เรียกว่า มันขึ้นอยู่กับการคำนึงถึงวงจรต่าง ๆ ที่มีลักษณะเฉพาะไม่เพียง แต่สำหรับระบบภูมิอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลกทั้งใบด้วย ตัวอย่างเช่น ผลกระทบของเอลนีโญถูกนำมาพิจารณา เช่น ความผันผวนของสภาพอากาศในมหาสมุทรแปซิฟิกที่มีระยะเวลาประมาณ 2-4 ปี ซึ่งส่งผลกระทบต่อภูมิภาคอื่นๆ ของโลกด้วย โดยทั่วไปแล้ว วัฏจักรที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะถูกนำมาพิจารณา: ชีวภาพ จักรวาล ฯลฯ

“ผู้เดียวที่รับผิดชอบอย่างเป็นทางการต่อคุณภาพของการพยากรณ์คือศูนย์อุตุนิยมวิทยาอุทกวิทยา”

— มีบริการพยากรณ์อากาศหลายแห่งในรัสเซีย พวกเขาได้รับข้อมูลจากที่ไหน?

— ในประเทศของเรามีเพียงองค์กรเดียวเท่านั้นซึ่งสามารถรวบรวมข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศในภูมิภาคได้อย่างเป็นทางการคือ Roshydromet หน่วยงานต่างๆ ประมวลผลข้อมูลนี้อย่างอิสระและจัดทำพยากรณ์อากาศ นอกจากนี้ พวกเขายังส่งข้อมูลไปยังองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก และยังให้ข้อมูลดังกล่าวแก่บริษัทอื่นๆ ซึ่งสามารถใช้แบบจำลอง (หรืออื่นๆ) ของพวกเขาในการประมวลผลข้อมูลนี้และคาดการณ์สภาพอากาศได้

— แนะนำวิธีการอ่านพยากรณ์อย่างถูกต้องและที่ไหนดี?

- คนเดียวที่แบกรับอย่างเป็นทางการความรับผิดชอบต่อคุณภาพของการพยากรณ์คือศูนย์อุทกวิทยา (เว็บไซต์ meteoinfo.ru) การคาดการณ์ของเครื่องจักรทั้งหมดจำเป็นต้องแก้ไขเพิ่มเติมโดยผู้คาดการณ์ ดังนั้นจึงสามารถคาดหวังความแม่นยำในการพยากรณ์ที่ค่อนข้างสูงได้

ตรวจสอบลมแรงด้วยcom เป็นแผนที่แบบโต้ตอบที่สวยงามของอุณหภูมิ ปริมาณน้ำฝน ความเร็วลม ความขุ่น และพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังมีแผนที่สภาพอากาศปัจจุบันสำหรับมอสโกวและภูมิภาค ซึ่งสร้างโดยนักวิทยาศาสตร์ของเรา (http://carto.geogr.msu.ru/mosclim/) ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างสมบูรณ์แบบว่าพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยาสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในเมืองใหญ่ได้อย่างไรเมื่อเปรียบเทียบ ไปยังชานเมือง

หากคุณกำลังเดินทางและต้องการตรวจสอบพยากรณ์สภาพอากาศในประเทศอื่น การทำเช่นนี้บนเว็บไซต์ของบริการสภาพอากาศในท้องถิ่นจะดีกว่า: พวกเขามักจะใช้แบบจำลองท้องถิ่นที่สามารถคำนวณข้อมูล "ท้องถิ่น" ที่มีรายละเอียดมากขึ้น (แบบจำลองทั่วโลกทำงานโดยมีรายงานที่มีรายละเอียดน้อยกว่ามาก)

เมื่อคุณกำลังวางแผนบางสิ่งที่สำคัญในธรรมชาติดูพยากรณ์อากาศและตัดสินใจให้ใกล้เคียงกับเหตุการณ์มากที่สุด (ควรสามวันหรือหลังจากนั้น) และในช่วงบ่าย โปรดจำไว้ว่าการพยากรณ์ทั้งกลางวันและกลางคืน (หากไม่ใช่รายชั่วโมง) จะเป็นอุณหภูมิอากาศต่ำสุดและสูงสุดที่คาดไว้ และส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่ระดับต่ำสุดก่อนรุ่งสาง ดังนั้นหากคุณไปทำงานในความมืดในตอนเช้า ให้เน้นไปที่อุณหภูมิตอนกลางคืนโดยเฉพาะ 

อ่านเพิ่มเติม:

แกนโลกจะหมุนไปในทิศทางอื่นในไม่ช้า

ชมซูเปอร์ยอทช์ไฮโดรเจน 'บิน' เหนือน้ำด้วยความเร็ว 75 นอต

ทางช้างเผือกมีขนาดใหญ่ผิดปกติสำหรับเส้นใยดาราจักร