Hava her gün insanları endişelendiriyor: işe giderken giyecek hiçbir şey olmadığında günlük bir acı gibi davranıyor,
Tarihe kısa bir gezi
Hava tahmininde ilk adımlar atıldıAntik Babil'de MÖ 650 civarında. e. Yerel halk, gezegenlerin, bulutların ve optik yanılsamaların gözlemlerine dayanarak hava durumu değişikliklerini tahmin etti. Sadece MÖ 4. yüzyılda. e. Aristoteles hava olaylarını, kuraklığı, depremleri ve yağış ile soğuk arasındaki bağlantıyı anlattığı “Meteoroloji” adlı eseri çerçevesinde bunları bilimsel bir teoriye dönüştürmüştür. Daha sonra bilim adamı yanlışlıkla Güneş'in, yıldızların, kuyruklu yıldızların, yağmurların aynı doğadaki fenomenler olduğuna ve Dünya'nın Evrenin merkezi olduğuna inandı.
Daha önce insanlar hava tahminlerine güveniyorduişaretler. Örneğin, şafak vakti bir ispinozun ötüşünün ve kırmızımsı gökyüzünün yağmurun yaklaştığını gösterdiğine inanılıyordu. Ancak Yandex Hava Durumu araştırmasına göre alametlerin yalnızca %20'si gerçekleşiyor. Vakaların %50'sinden fazlasında 188 halk tahmininden yalnızca 75'inin güvenilir olduğu ortaya çıktı: çoğu zaman işaretlerin çoğunluğu tam tersini yansıtıyordu.
İşaretler vs. Veri
İlk resmi hava durumu tahmini yapıldıdeniz subayı Robert FitzRoy tarafından yazılmış ve 1860 yılında Times gazetesinde yayınlanmıştır. Daha sonra Meteoroloji Departmanı, tahminleri yenilikçi bir konsepte dayanan İngiltere'de çalışmaya başladı - fırtına camı kullanarak veri toplamak, sıcaklık değerlerini, rüzgar gücünü ve yönünü ve ayrıca barometre okumalarını izlemek. 19. yüzyılda Amerikalı meteorolog Abbe Cleveland, hava tahmini için "Uzun Menzilli Hava Tahmininin Fiziksel Temeli" adı verilen matematiksel bir yaklaşım geliştirdi. Araştırması daha sonra Norveçli bilim adamı Vilhelm Bjerknes tarafından geliştirildi ve bugün hala kullanılan bir sistem oluşturuldu. Gelecekte siklonların oluşumu ve değişiklikleri ile sinoptik haritalar hakkında bir teori oluşturmayı mümkün kılan atmosferik cephelerin keşfinden sorumluydu.
Rusya sistematik olarak hava durumu verilerini toplamaya başladıPeter I döneminde bile ve zaten 1724'te ilk meteoroloji istasyonu açıldı. Daha sonra Bilimler Akademisi'nde barometre ve termometre kullanılarak hava değişkenliği gözlemleri yapıldı. Daha sonra 1856'da telgraf verilerinin toplanması düzenlendi, ancak uzmanlaşmış hizmetin başlaması ve özel bültenlerin yayınlanması için resmi tarih 13 Ocak 1872 idi. 19. yüzyılın ortalarına gelindiğinde ülkede 50 meteoroloji istasyonu bulunurken, 20. yüzyılın başlarında dünyanın en geniş ağı haline gelmişti.
Veri toplama asistanları
20. yüzyılın başında talep görmeye başladılarmeteoroloji istasyonları. Bugün sayı bakımından lider Çin'dir - orada yaklaşık 15.000 istasyon bulunmaktadır. Rusya'da bunlardan sadece 4.500 tanesi var ve çoğunda uzaktan izleme ve kontrol bulunmuyor.
Hava nasıl belirlenir
Üç tür hava durumu istasyonu vardır:
— otomatik profesyonel (verileri hava durumu merkezlerine bağımsız olarak gönderir);
— meteoroloji şamandıraları (suyun sıcaklığı ve yüzeyindeki atmosfer hakkında bilgi toplar);
- yarı otomatik profesyonel (işi kontrol eden ve ekipmandaki sorunları gideren bir meteoroloğun varlığını ima eder).
Ayrıca her gün öğlen 12 ve öğlen saatlerindeUTC'ye göre meteorologlar, yerden 35 km yüksekliğe (uçakların iki katı yüksekliğe) kadar çıkabilen, helyum veya hidrojenle dolu balonlar olan hava durumu balonlarını gökyüzüne fırlatırlar. Belirlenen noktaya ulaşan radyosonda, atmosferin üst katmanındaki kritik sıcaklık, atmosferik basınç, nem ve rüzgar hakkındaki verileri iletir. Bu olmadan birkaç saat önceden tahmin yapmak mümkün değildir.
Bulut oluşumlarını, bölgeleri izlemek içinyoğun yağış ve tehlikeli olaylar (fırtına, kasırga, dolu), Doppler etkisine dayalı hava durumu radarları kullanılır. Hareketli nesnelerden yansıyan sinyalin frekansı, hareket hızına bağlı olarak değişir. Böylece iletilen ve alınan darbeyi karşılaştırarak yağış birikiminin hangi bölgede bulunduğunu öğrenebilirsiniz.
Birkaç tür hava durumu radarı vardır:
- yağışı tespit etmeye yönelik radar, kısa mesafelerde S ve C bantlarında veya X bandında çalışır;
— bulutları tespit etmek için radar (K- veya W-bandı);
— MST, farklı yoğunluklara sahip hava katmanlarının sınırlarının yüksekliğini ölçmek için düşük frekanslarda çalışır;
- havacılık hava durumu radarı, çarpışmayı önlemek için X bandında bir navigatör olarak kullanılıyor;
- Doppler hava durumu radarıyatay ve dikey polarize dalgaları aynı anda iletmenize ve almanıza, ayrıca 250-300 km'lik bir görüş yarıçapı içinde periyodik gözlem (3 ila 15 dakika arasında) gerçekleştirmenize olanak tanır. Birçok hava durumu sitesinde DMRL-S'den elde edilen grafik bilgileri görüyoruz.
Ayrıca, ilgili verileri izlemek ve iletmek içinMeteorolojik uydular, Dünya yüzeyinin ve bulut, kar ve buz örtüsünün sıcaklığını ölçmek için kullanılır: sabit ve kutupsal. İlk olarak Dünya'nın dönüş yönünde deniz seviyesinden 36 bin km yüksekliğe yükselir ve gezegenin dönüş hızına eşit bir hız geliştirir. Yarımkürenin %42'sini kaplarlar ve sürekli olarak geniş bölgelerdeki durumu gösterirler. Kutup uyduları 850 ila 1.000 km'lik daha düşük yörüngelerde hareket eder ve altı saatlik aralıklarla bölgenin görüntülerini sağlar.
Her hava durumu uydusu iki tür aletle donatılmıştır.Araştırmalar, kara ve okyanus yüzeylerinin yanı sıra bulut, kar ve buz örtüsünün televizyon ve fotoğraf görüntülerini sağlar. Ölçüm cihazları atmosferin, hidrosferin ve manyetosferin durumu hakkında niceliksel özellikler toplar.
Modern tahmin metodolojisi
İngiliz bilim adamı Lewis Richardson, 1910'daBjerknes diferansiyel denklemlerini sayısal yöntemler kullanarak çözmek için bir yöntem önerdi. Hesaplamaların oldukça karmaşık olması ve makine gücünün bulunmaması nedeniyle fikri ancak birkaç yıl sonra kabul gördü.
Matematikçi John von Neumann projeyi başlattıKarmaşık matematik problemlerini çözebilecek cihazların geliştirilmesi ve daha fazla üretilmesi için Elektronik Bilgisayar Projesi. İlk ENIAC (Elektronik Sayısal Entegratör ve Hesaplama) makinesi 1946'da piyasaya sürüldü. Modern standartlara göre, hesaplama gücü ihmal edilebilir düzeydeydi (saniyede 357 çarpma işlemi veya 5.000 toplama işlemi), bu da harici verilerden çok farklıydı. Makine binlerce vakum tüpünden ve yüzbinlerce direnç, kapasitör ve indüktörden oluşuyordu ve 30 tondan fazla ağırlığa sahipti. Zaten 1950 yılında ENIAC'ın yardımıyla ilk matematiksel hava tahmini Lewis Richardson formülü kullanılarak yapıldı. Ancak sorun, arabanın değişen havaya ayak uyduramamasıydı: Önümüzdeki 24 saat için bir tahmin almak tamamen aynı miktarı gerektiriyordu.
İlk otomobilin üretiminden neredeyse 30 yıl sonrabilgisayar Cray Research'ün kurucusu Seymour Cray, ilk süper bilgisayar olan Cray-1'i yarattı. ENIAC'ın aksine Cray-1 saniyede 180 milyona kadar işlem gerçekleştirebiliyordu ve bu da gecikmeyi önemli ölçüde azalttı. Ve bugün Cray Inc. dünyadaki ana süper bilgisayar üreticilerinden biri olmaya devam ediyor.
Rusya'nın simüle eden ana süper bilgisayarıHidrometeoroloji Merkezi'nde bulunan hava durumu. Performansı 1,2 PFLOPS olarak derecelendirilmiştir. Araç, her biri iki adet Intel Xeon E5-2697 sürüm 4 sunucu işlemcisine ve 128 GB RAM'e sahip 976 bilgi işlem düğümünden oluşur.
Süper bilgisayar
Popüler hizmetler nasıl veri topluyor
Rusya'daki en popüler hizmetler Yandex Hava Durumu ve Gismeteo'dur.
Gismeteo hava durumu verilerini World Wide Web aracılığıyla topluyormeteorolojik organizasyon, radarlar, uydular, meteoroloji istasyonları. Matematiksel modellerde işlem tamamlandıktan sonra tahminci, bitmiş tahmini ayarlar ve bunu kullanıcıların haritasına koyar.
Yandex kendi geliştirmesi olan Meteum'u kullanıyor,dört yabancı tahmine ve WRF (Hava Durumu Araştırması ve Tahmini) modeli kullanılarak yapılan kendi tahminlerimize dayanmaktadır. Bu sistem hem atmosferik araştırma hem de operasyonel tahmin için tasarlanmıştır. Ek olarak hizmet, kısa vadeli (2 ila 6 saat arası) tahmin yapmanıza olanak tanıyan Nowcasting teknolojisini kullanır. Sonuç olarak, ayrıntılı bir hava durumu tahmini yağış haritasına grafiksel olarak yansıtılır.
Tahminler neden yanlış
Yanlış tahminlerin ilk nedeni hatalardır.hava durumu verileri Süper bilgisayar model hesaplamalarını tamamladığında, belirli bir süre için deterministik bir hava durumu tahmini belli oluyor. "Kelebek etkisi" burada işe yarayabilir: İlk verilerde mikroskobik bir hata varsa, birkaç gün içinde bu büyük bir yanlışlığa dönüşecektir. Bu sorunla mücadele etmek için topluluk tahminlerini kullanabilirsiniz, yani sayı üreteçlerini kullanarak modele yapay hatalar ekleyebilirsiniz. Örneğin bir meteoroloji istasyonu +10 derecelik bir sıcaklık kaydettiyse modele biraz daha düşük bir değer yükleyebilirsiniz. Tekrarlanan hesaplamalar sonucunda bir hava durumu grafiği oluşturulur: Bir tahmin ısınmayı gösterirken diğer tüm tahminler soğumayı gösteriyorsa, bu tür veriler hatalı olacaktır.
Gelecekteki hava koşullarını belirlemek için çoklu model tahminlerinin ortalamasını kullanan bir çoklu model yöntemi de vardır.
Diğer bir zorluk ise hava durumu verilerinin eksikliğidir.Rusya'da yalnızca 4.500 hava durumu istasyonu bulunmaktadır (Dünya Meteoroloji Örgütü'nün önerdiğinden 1,5 kat daha az). Noktalar arasındaki optimum mesafe düz arazide 50 km, dağlarda ise 25 km'dir. Normal şartlarda Rusya'da en az 7.000 meteoroloji istasyonunun kurulması gerekiyor. Bu sorun, sıradan kullanıcılardan anketler veya evdeki hava durumu istasyonları aracılığıyla gelen verilerin yanı sıra diğer hava durumu merkezlerinden gelen açık bilgilerle bir miktar hafifletilmektedir.
Üçüncü neden ise havanın kendiliğindenliğidir.Tüm nüansları hesaba katmak neredeyse imkansızdır. Tahmin ne kadar uzun olursa, o kadar fazla hata içerir. Bu nedenle insanlara hava durumu değişikliklerini günlük olarak izlemeleri tavsiye edilir. Örneğin saat 12'ye ilişkin bir tahmin %95 olasılıkla doğru olacaktır. Aynı zamanda birkaç gün önceden oluşturulan uzun vadeli tahminler %65 olasılıkla doğru çıkacaktır.
Hava durumu pazarlaması hakkında biraz bilgi veya burgerlerin bununla ne alakası var?!
Hava ruh halini belirler.Joys.Loyalty platformunun yaptığı bir araştırmaya göre insanların yaklaşık %84'ü anlık satın alımlar yapıyor. Pazarlamacılar, gelir ile hava koşulları arasındaki ilişkileri arayan Büyük Veri araçlarını kullanarak kalıpları belirlemeye çalışır.
Örneğin en büyük perakende zinciri WalmartRüzgarın meyve satışını etkilediği belirlendi. Şirket, benzer iklime sahip bölgelerde bir reklam kampanyası başlatarak satışlarını üç kat artırdı. Ayrıca pazarlamacılar, dışarıda az rüzgar olduğunda, sıcak ve güneşli havalarda kıymanın iyi satıldığını fark ettiler. Bu araştırma burger satışlarının %18 artmasına yardımcı oldu.
Hava durumu satışları nasıl etkiler?
Amerikan TV kanalı The Weather Channelhava durumunun televizyon izleyicilerinin duygusal geçmişi üzerindeki etkisini izliyor. Pantene markasıyla yaptığı iş birliği, ürün satışlarının iki ayda %10 artmasına yardımcı oldu. Şirket, Walgreens eczane zinciriyle birlikte havadaki nemin yüksek olduğu dönemlerde kıvırcık saçlara yönelik bir ürünün reklamını yapmaya karar verdi. Bu durum saç bakımı pazarının tamamını etkiledi ve segmentteki toplam satışlar %4 arttı.
Hava durumu verilerini ve uçuş programlarını karşılaştırarak,Red Roof otel zinciri, hava koşulları nedeniyle uçuşların sıklıkla iptal edildiği veya yeniden planlandığı bölgeleri hedefleyen bir pazarlama kampanyası düzenledi. Şirket, yolculara havalimanlarına yakın otellerde konaklama olanağı sunarak kârını %10 artırdı.
Bugün teknoloji pek çok şeyi yapabilecek kapasitededir;belirli bir bölgedeki hava koşullarına uyum sağlamak da dahil. Örneğin Spotify, White Denim grubuna ait, kullanıcıların yalnızca yağmur yağdığında dinleyebileceği bir şarkı yayınladı.
Daha fazla oku:
17 yaşındaki mühendis, mıknatıssız bir motor buldu: elektrikli araçlarda kullanılabilir
Dünya'dan çok uzak olmayan iki gezegen bulundu. Belki de yerleşiktirler
Eşsiz bir meteor, güneş sisteminin tarihini yeniden yazdı: nereden geldi?