Hogyan használják a számítógépeket az időjárás-előrejelzésben?
A történelem során a meteorológusok számos technikát és kísérletet végeztek, hogy az idő múlásával nagyobb hatékonysággal jósolják meg az időjárást. A technológia jelentős fejlődésének köszönhetően ma már napokra, sőt hónapokra előre megjósolható az időjárás – ami a 20. század közepe előtt nem volt igazán lehetséges. A számítógépes modellek használata főleg az 1960-as években terjedt el, amikor felbocsátották az első időjárási műholdakat. Az előrejelzésekben használt számítógépes modellek típusai leginkább az éghajlati és időjárási körülményektől függenek.
Klímamodellek
Az éghajlati modelleket elsősorban a Föld éghajlatában bekövetkezett jelentős változások előrejelzésére használják. Az éghajlat az átlagos időjárási viszonyok egy adott területen hosszabb ideig. Ezért az éghajlati modellek statisztikai és aktuális adatok kombinációját használják fel az ésszerű előrejelzés érdekében. A CFS az egyik elsődleges éghajlati modell, amelyet a bolygóléptékű időjárási viszonyok, például:El Nino, Madden Julian Oscillations (MJO) és monszunok előrejelzésére használnak.
Mezoskálájú modellek
A mezoskálás modelleket elsősorban az időjárás helyi előrejelzésére használják. A mezoskála meteorológiai értelemben az általában 2-20 km közötti légköri viszonyokat jelenti. A szinoptikus és éghajlati modellek általában nem rendelkeznek elegendő felbontással a helyi időjárási körülmények előrejelzéséhez, mint például:egysejtű zivatarok és tornádók. Az észak-amerikai modellt (NAM) általában a helyi időjárási viszonyok előrejelzésére használják.
Dinamikus modellek
A dinamikus modellek az időjárás előrejelzésére használt legkifinomultabb és legköltségesebb eszközök. A dinamikus modellek a légkör fejlett alapvető egyenleteit használják az időjárás változásainak előrejelzésére az aktuális körülmények alapján. A dinamikus modellek hatékonyságuk ellenére hibákat követhetnek el a kezdeti futtatások során. A National Hurricane Center (NHC) szerint a GFS, az ECMWF, a NOGAPS, az UKMET és a CMC néhány az előrejelzéshez használt dinamikus modell.
Statisztikai modellek
A statisztikai modelleket elsősorban arra használják, hogy segítsék a meteorológusokat pontos analóg előrejelzések készítésében. A statisztikai modellek a korábbi viharok és időjárási körülmények adatait használják fel, hogy segítsenek a meteorológusoknak jobb képet alkotni arról, hogyan lehet nyomon követni a jelenlegi időjárási rendszereket. A statisztikai modelleket általában a trópusi és a középső szélességi ciklonok követésére használják. Ha a dinamikus modell konszenzusa nem ésszerű, a meteorológusok gyakran statisztikai modelleket használnak a jobb előrejelzések biztosítására.
Számítógépes modellek hatékonysága
Bár a légköri számítógépes modellek hatékony eszközei az időjárás-előrejelzésnek, nem kifogástalanul pontosak. A számítógépes modellek általában kevésbé hatékonyak az előzetes futtatások során. Például a trópusi ciklogenezis (trópusi ciklon kialakulása) első szakaszaiban a számítógépes modellek általában nem inicializálódnak eléggé ahhoz, hogy ésszerű előrejelzést adhassanak. A hosszú távú (egy héten túli) előrejelzések általában kevésbé pontosak, mivel ezen időn túl sok légköri tényező is szerepet játszhat. A dinamikus modellek a legpontosabbak három-öt napos előrejelzéseknél.