Wettervorhersage

Vorhersage des Oberflächendrucks fünf Tage in der Zukunft für Nordpazifik, Nordamerika und die Nordatlantischer Ozean

Wettervorhersage ist die Anwendung von Wissenschaft und Technologie zu prognostizieren die Bedingungen der Atmosphäre Für einen bestimmten Ort und eine bestimmte Zeit. Die Menschen haben versucht, das Wetter informell für vorherzusagen Jahrtausende und formal seit dem 19. Jahrhundert. Wettervorhersagen erfolgen durch Sammeln quantitativer Daten über den aktuellen Stand der Atmosphäre, des Landes und des Ozeans und der Verwendung Meteorologie zu projizieren, wie sich die Atmosphäre an einem bestimmten Ort verändern wird.

Einmal manuell berechnet hauptsächlich basierend auf Änderungen in Luftdruck, aktuelle Wetterbedingungen und Himmelszustand oder Wolkendecke, wettervorhersage hängt jetzt auf Computerbasierte Modelle Das berücksichtigt viele atmosphärische Faktoren.[1] Humane Input ist weiterhin erforderlich, um das bestmögliche Prognosemodell auszuwählen, um die Prognose zu stützen, bei der die Fähigkeiten zur Mustererkennung beinhaltet. Televerbindungen, Kenntnis der Modellleistung und Kenntnis der Modellverzerrungen. Die Ungenauigkeit der Prognose ist auf die zurückzuführen chaotisch Art der Atmosphäre, die massive Rechenleistung, die erforderlich ist, um die Gleichungen zu lösen, die die Atmosphäre, das Land und den Ozean beschreiben, den Fehler, der bei der Messung der Anfangsbedingungen beteiligt ist, und ein unvollständiges Verständnis der atmosphärischen und verwandten Prozesse. Daher werden Prognosen weniger genau, da der Unterschied zwischen der aktuellen Zeit und der Zeit, für die die Prognose gemacht wird (die Angebot der Prognose) steigt. Die Verwendung von Ensembles und Modellkonsens ist dabei, den Fehler einzugrenzen und das Konfidenzniveau in der Prognose zu liefern.

Es gibt eine Vielzahl von Endnutzungen für Wettervorhersagen. Wetterwarnungen sind wichtige Prognosen, da sie zum Schutz von Leben und Eigentum verwendet werden. Prognosen basierend auf Temperatur und Niederschlag sind wichtig für die Landwirtschaft und daher für Händler innerhalb der Rohstoffmärkte. Temperaturprognosen werden von Versorgungsunternehmen verwendet, um die Nachfrage in den kommenden Tagen abzuschätzen. Täglich verwenden viele Wettervorhersagen, um zu bestimmen, was an einem bestimmten Tag tragen soll. Da Outdoor -Aktivitäten durch starker Regen, Schnee und durch starker Regen und stark eingeschränkt werden Windkälte, Prognosen können verwendet werden, um Aktivitäten um diese Ereignisse zu planen und diese zu planen und zu überleben.

Die Wettervorhersage ist Teil der Wirtschaft, beispielsweise im Jahr 2009 gaben die USA ungefähr 5,1 Milliarden US -Dollar für die Wettervorhersage aus und erzielten den Sechsfachen der Sechsfachen.[2]

Geschichte

Alte Prognose

Seit Jahrtausenden haben die Leute versucht, das Wetter zu prognostizieren. In 650 v. Chr. Babylonier prognostizierte das Wetter sowohl aus Wolkenmustern als auch aus Astrologie. In ca. 350 v. Chr., Aristoteles Beschriebene Wettermuster in Meteorologica.[3] Später, Theophrastus stellte ein Buch über die Wettervorhersage zusammen, genannt die Schilderbuch.[4] Chinesische Wettervorhersage Die Überlieferung erstreckt sich mindestens bis 300 v. Chr.,[5] Das war auch ungefähr zur gleichen Zeit alt Indische Astronomen entwickelte Wettervorhersagemethoden.[6] Im Neues Testament Times, Jesus selbst bezog sich auf die Entschlüsselung und das Verständnis der lokalen Wettermuster, indem er sagte: "Wenn der Abend kommt, sagen Sie:" Es wird faires Wetter sein, denn der Himmel ist rot ", und am Morgen" heute wird es stürmisch sein. denn der Himmel ist rot und bewölkt. ' Sie wissen, wie Sie das Aussehen des Himmels interpretieren können, aber Sie können die Zeichen der Zeit nicht interpretieren. "[7]

In 904 n. Chr., Ibn Wahshiyya's Nabatäische Landwirtschaft, übersetzt in Arabisch von einem früheren Aramäisch Arbeit,[8] erörterte die Wettervorhersage von atmosphärischen Veränderungen und Zeichen aus den planetarischen Astralveränderungen; Anzeichen eines Regens basierend auf der Beobachtung der Mondphasen; und Wettervorhersagen basierend auf der Bewegung von Winde.[9]

Alte Wettervorhersagemethoden stützten sich normalerweise auf beobachtete Ereignissemuster, auch als Mustererkennung bezeichnet. Zum Beispiel wurde beobachtet, dass der Sonnenuntergang, wenn der Sonnenuntergang besonders rot war, häufig ein faires Wetter brachte. Diese Erfahrung sammelte sich über die Generationen, um zu produzieren Wetterüberlieferung. Allerdings nicht alle[die?] Von diesen Vorhersagen erweisen sich seitdem nicht zuverlässig, und viele von ihnen stand seitdem nicht strengen statistischen Tests.[10]

Moderne Methoden

Das Königliche Charta Sank in einem Sturm im Oktober 1859, der die Errichtung moderner Wettervorhersagen stimulierte.

Es war nicht bis zur Erfindung der elektrischer Telegraph 1835 begann das moderne Alter der Wettervorhersage.[11] Zuvor war das schnellste, was entfernte Wetterberichte auf dem Weg rund 160 Kilometer pro Tag (100 mi/d), aber typischerweise 60–120 Kilometer pro Tag (40–75 mi/Tag) (ob auf Land oder auf See) betrug, aber typischerweise 60–120 Kilometer). .[12][13] In den späten 1840er Jahren erlaubte der Telegraph, dass Berichte über Wetterbedingungen aus einem weiten Gebiet fast augenblicklich empfangen werden.[14] Ermöglichen, dass Prognosen weiter aus dem Wissen über die Wetterbedingungen erfolgen Vorwind.

Die beiden Männer, die die Geburt der Prognose als Wissenschaft zugeschrieben haben, waren ein Offizier der Königliche Marine Francis Beaufort und sein Protege Robert Fitzroy. Beide waren einflussreiche Männer in britisch Marine- und Regierungskreise, und obwohl sie zu dieser Zeit in der Presse verspottet wurden, wurden ihre Arbeiten von der königlichen Marine angenommen und bildeten die Grundlage für das gesamte Wissen des heutigen Wettervorhersage.[15][16]

Beaufort entwickelte die Windkraftskala und Wetternotationscodierung, die er für den Rest seines Lebens in seinen Zeitschriften verwenden sollte. Er förderte auch die Entwicklung zuverlässiger Gezeitentische rund um britische Küsten und mit seinem Freund William Whewell, erweiterte Wetterrekord bei 200 Briten Küstenwache Stationen.

Robert Fitzroy wurde 1854 zum Chef einer neuen Abteilung innerhalb der ernannt Handelsausschuss Um mit der Sammlung von Wetterdaten auf See als Service zu handeln Mariner. Dies war der Vorläufer der Moderne Meteorologisches Amt.[16] Alle Schiffskapitäne wurden beauftragt, Daten zum Wetter zu sammeln und es zu berechnen, unter Verwendung getesteter Instrumente, die zu diesem Zweck ausgeliehen wurden.[17]

Wetterkarte von Europa, 10. Dezember 1887

Ein Sturm im Oktober 1859, der den Verlust der verursacht hat Königliche Charta Inspirierte Fitzroy, Diagramme zu entwickeln, um Vorhersagen zu ermöglichen, die er nannte "Vorhersage des Wetters"so, wie der Begriff "Wettervorhersage" prägt.[17] Es wurden fünfzehn Landstationen eingerichtet, um die zu nutzen Telegraph tägliche wetterberichte an ihn zu erstellen, die zum ersten Sturmwarndienst führen. Sein Warndienst für den Versand wurde im Februar 1861 mit Verwendung von initiiert Telegraphenkommunikation. Die ersten täglichen Wettervorhersagen wurden in veröffentlicht Die Zeiten 1861.[16] Im folgenden Jahr wurde ein System mit einem Heizen von Sturmwarnzapfen in den Haupthäfen eingeführt, als ein Sturm erwartet wurde.[18] Das "Wetterbuch" Was Fitzroy 1863 veröffentlichte, war weit vor der wissenschaftlichen Meinung der Zeit.

Als das elektrische Telegraphen -Netzwerk erweiterte und die schnellere Verbreitung von Warnungen ermöglichte, wurde ein nationales Beobachtungsnetzwerk entwickelt, das dann zur Bereitstellung von synoptischen Analysen verwendet werden konnte. Instrument Fotografie wurden an die Beobachtungsstationen von geliefert Kew Observatorium - Diese Kameras waren von erfunden worden von Francis Ronalds im Jahr 1845 und seine Barograph war früher von Fitzroy verwendet worden.[19][20]

Um genaue Informationen zu vermitteln, wurde es bald notwendig, ein Standard -Vokabular zu haben, der Wolken beschreibt. Dies wurde durch eine Reihe von Klassifikationen erreicht, die erstmals erreicht wurden Luke Howard im Jahr 1802 und standardisiert in der Internationaler Cloud Atlas von 1896.

Numerische Vorhersage

Erst im 20. Jahrhundert führte Fortschritte beim Verständnis der atmosphärischen Physik zur Grundlage der Moderne Numerische Wettervorhersage. 1922 englischer Wissenschaftler Lewis Fry Richardson Veröffentlicht "Wettervorhersage nach numerischer Prozess",[21] Nachdem er Notizen und Ableitungen gefunden hatte, arbeitete er im Ersten Weltkrieg als Krankenwagenfahrer. Er beschrieb darin, wie kleine Begriffe in den prognostischen Flüssigkeitsdynamikgleichungen für den atmosphärischen Fluss vernachlässigt werden konnten, und ein endliches Differenzierungsschema in Zeit und Raum könnte entwickelt werden Ermöglichen Sie, dass numerische Vorhersagelösungen gefunden werden.

Richardson stellte sich ein großes Auditorium von Tausenden von Menschen vor, die die Berechnungen durchführten und an andere weitergegeben haben. Die schiere Anzahl der erforderlichen Berechnungen war jedoch zu groß, um ohne Computern abgeschlossen zu werden, und die Größe des Netzes und der Zeitschritte führte zu unrealistischen Ergebnissen bei Vertiefungssystemen. Später wurde durch numerische Analyse festgestellt, dass dies darauf zurückzuführen war Numerische Instabilität.[22] Die erste computergestützte Wettervorhersage wurde von einem Team aus amerikanischen Meteorologen durchgeführt Jule Charney, Philip Thompson, Larry Gates und norwegischer Meteorologe Ragnar Fjørtoft, angewandter Mathematiker John von Neumann, und Eniac Programmierer Klara Dan von Neumann.[23][24][25] Praktische Verwendung der numerischen Wettervorhersage begann 1955,[26] Angespornt durch die Entwicklung programmierbarer elektronischer Computer.

Sendungen

Die ersten täglichen Wettervorhersagen wurden in veröffentlicht Die Zeiten am 1. August 1861 und der erste Wetterkarten wurden später im selben Jahr produziert.[27] 1911 die Met Office begann mit der Ausgabe der ersten Meereswettervorhersagen per Funkübertragung. Dazu gehörten Sturm- und Sturmwarnungen für Gebiete in ganz Großbritannien.[28] In den Vereinigten Staaten wurden die ersten öffentlichen Radioprognosen 1925 von Edward B. "E.B." gemacht Rideout, on Weei, die Edison Electric Illuminating Station in Boston.[29] Rideout kam von der US -amerikanisches Wetterbüro, so wie ... getan hat WBZ Wettervorhersage G. Harold Noyes im Jahr 1931.

BBC -Fernsehwettertabelle für den 13. November 1936

Die erste der Welt im Fernsehen übertragen Wettervorhersagen, einschließlich der Verwendung von Wetterkarten, wurden von der experimentell übertragen BBC Im November 1936.[30] Dies wurde 1949 in die Praxis umgesetzt Zweiter Weltkrieg.[30] George Cowling gab die erste Wettervorhersage, als er 1954 vor der Karte im Fernsehen übertragen wurde.[31][32] In Amerika wurden experimentelle Fernsehprognosen von James C. Fidler in Cincinnati in den Jahren 1940 oder 1947 auf dem Dumont Television Network.[29][33] In den späten 1970er und frühen 80ern,, John Coleman, der erste Wettermann bei ABC-TVs Guten Morgen Amerikaleistete Pionier für die Verwendung von On-Screen Wettersatelliten Information und Computergrafik Für Fernsehprognosen.[34] Coleman war Mitbegründer von Der Wetter Kanal (TWC) 1982. TWC ist jetzt ein 24-Stunden-Kabelnetz. Einige Wetterkanäle haben damit begonnen, weiter zu senken Live -Rundfunkprogramme wie YouTube und Periskop Weitere Zuschauer erreichen.

Wie Modelle Prognosen erstellen

Ein Beispiel von 500 Mbar Geopotentialhöhe und absolut Wirbel Vorhersage aus einem numerischen Wettervorhersagemodell

Die Grundidee der numerischen Wettervorhersage besteht darin, den Zustand der Flüssigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt zu probieren und die Gleichungen von zu verwenden Flüssigkeitsdynamik und Thermodynamik Um den Zustand der Flüssigkeit in Zukunft zu schätzen. Die Haupteingaben von länderbasierten Wetterdiensten sind Oberflächenbeobachtungen von automatisiert Wetterstationen auf dem Boden über Land und von Wetterzahlen auf See. Das Weltmeteorologische Organisation Handelt, um die Instrumentierung zu standardisieren, die Praktiken und den Zeitpunkt dieser Beobachtungen weltweit zu beobachten. Stationen berichten entweder stündlich in METAR Berichte,[35] oder alle sechs Stunden in Synop Berichte.[36] Websites starten Radiosonden, die sich durch die Tiefe der Tiefe erheben Troposphäre und gut in die Stratosphäre.[37] Daten von Wettersatelliten werden in Bereichen verwendet, in denen traditionelle Datenquellen nicht verfügbar sind.[38][39][40] Im Vergleich zu ähnlichen Daten aus Radiosonden haben die Satellitendaten den Vorteil der globalen Abdeckung, jedoch bei geringerer Genauigkeit und Auflösung.[41] Meteorologisches Radar Geben Sie Informationen zu Niederschlagsort und Intensität an, die verwendet werden können, um die Niederschlagsansammlungen im Laufe der Zeit abzuschätzen.[42] Zusätzlich, wenn a Puls Doppler Wetterradar wird verwendet, dann können Windgeschwindigkeit und Richtung bestimmt werden.[43]

Moderne Wettervorhersagen unterstützen zeitnahe Evakuierungen und retten möglicherweise Leben und verhindern Sachschäden

Handel bietet Pilotberichte entlang der Flugzeugwege,[44] und Schiffsberichte entlang der Versandstrecken. Forschungsflüge mit Aufklärungsflugzeuge fliegen in und um Wettersysteme von Interesse wie z. tropische Wirbelstürme.[45][46] Aufklärungsflugzeuge werden auch während der kalten Jahreszeit über die offenen Ozeane in Systeme geflogen, die erhebliche Unsicherheiten in der prognostizierten Leitlinien verursachen oder von 3 bis 7 Tagen in Zukunft auf dem nachgelagerten Kontinent von hoher Wirkung erwartet werden.[47]

Modelle sind initialisiert Verwenden dieser beobachteten Daten. Die unregelmäßig verteilten Beobachtungen werden von verarbeitet Datenassimilation und objektive Analysemethoden, die Qualitätskontrolle durchführen und Werte an Orten erhalten, die durch die mathematischen Algorithmen des Modells verwendet werden können (normalerweise ein gleichmäßig verteiltes Raster). Die Daten werden dann im Modell als Ausgangspunkt für eine Prognose verwendet.[48] Im Allgemeinen werden die Gleichungen, die zur Vorhersage der Physik und Dynamik der Atmosphäre verwendet werden, genannt primitive Gleichungen. Diese Gleichungen werden aus den Analysedaten initialisiert und Änderungsraten werden bestimmt. Die Veränderungsraten prognostizieren den Zustand der Atmosphäre in kurzer Zeit in der Zukunft. Die Gleichungen werden dann auf diesen neuen atmosphärischen Zustand angewendet, um neue Veränderungsraten zu finden, und diese neuen Veränderungsraten prognostizieren die Atmosphäre zu einem weiteren Zeitpunkt in der Zukunft. Dies Zeitschritt Die Prozedur wird kontinuierlich wiederholt, bis die Lösung die gewünschte Prognosezeit erreicht.

Die Länge des im Modells gewählten Zeitschritts hängt mit dem Abstand zwischen den Punkten im Rechenraster zusammen und wird für die Wartung ausgewählt Numerische Stabilität.[49] Zeitschritte für globale Modelle sind in der Reihenfolge von Zehn Minuten,[50] Während Zeitschritte für regionale Modelle zwischen einem und vier Minuten liegen.[51] Die globalen Modelle werden in unterschiedlicher Zeit in Zukunft betrieben. Das Met Office's Einheitliches Modell wird sechs Tage in die Zukunft betrieben,[52] das Europäisches Zentrum für mittlere Wettervorhersagen Das Modell wird bis zu 10 Tagen in die Zukunft verlaufen,[53] während Globales Prognosesystem Modell, das von der betrieben wird Umweltmodellierungszentrum ist 16 Tage in die Zukunft.[54] Die visuelle Ausgabe, die durch eine Modelllösung erzeugt wird Prognose -Diagramm, oder Prog.[55] Die Rohausgabe wird häufig modifiziert, bevor sie als Prognose dargestellt wird. Dies kann in Form von statistischen Techniken sein, um bekannt zu entfernen Vorurteile im Modell oder der Anpassung zur Berücksichtigung des Konsens unter anderen numerischen Wettervorhersagen.[56] MOS- oder Modellausgabestatistiken sind eine Technik, mit der die numerische Modellausgabe interpretiert und ortsspezifische Leitlinien erstellt werden. Diese Anleitung wird in codierter numerischer Form vorgestellt und kann für fast alle National Weather Service -Berichtsstationen in den USA erhalten werden. Wie vorgeschlagen von Edward Lorenz 1963 sind Langstreckenprognosen, die in einer Reihe von zwei Wochen oder länger hergestellt wurden, unmöglich, den Zustand der Atmosphäre definitiv vorherzusagen chaotische Natur des Flüssigkeitsdynamik beteiligte Gleichungen. In numerischen Modellen verdoppeln extrem kleine Fehler in den Anfangswerten ungefähr alle fünf Tage für Variablen wie Temperatur und Windgeschwindigkeit.[57]

Im Wesentlichen ist ein Modell ein Computerprogramm, das produziert meteorologisch Informationen für zukünftige Zeiten an bestimmten Orten und Höhen. Innerhalb eines modernen Modells befinden sich eine Reihe von Gleichungen, die als primitive Gleichungen bezeichnet werden, die zum vorherigen Zustand der Atmosphäre vorhergesagt werden.[58] Diese Gleichungen - zusammen mit dem ideal gas law- Wird verwendet, um die weiterzuentwickeln Dichte, Druck, und Potentialtemperatur Skalarfelder und die Geschwindigkeit Vektorfeld der Atmosphäre durch die Zeit. Zusätzliche Transportgleichungen für Schadstoffe und andere Aerosole sind auch in einigen primitiven mesoskaligen Modellen enthalten.[59] Die verwendeten Gleichungen sind nichtlinear Partielle Differentialgleichungen, die nicht durch analytische Methoden gelöst werden können,[60] mit Ausnahme einiger idealisierter Fälle.[61] Daher erhalten numerische Methoden ungefähre Lösungen. Unterschiedliche Modelle verwenden unterschiedliche Lösungsmethoden: Einige globale Modelle verwenden Spektralmethoden für die horizontalen Abmessungen und Finite -Differenz -Methoden Für die vertikale Dimension verwenden regionale Modelle und andere globale Modelle in allen drei Dimensionen normalerweise Finite-Differenz-Methoden.[60]

Techniken

Beharrlichkeit

Die einfachste Methode zur Vorhersage des Wetters, der Persistenz, beruht auf den heutigen Bedingungen, um die Bedingungen morgen zu prognostizieren. Dies kann eine gültige Art der Vorhersage des Wetters sein, wenn es sich in einem stabilen Zustand befindet, beispielsweise während der Sommersaison in den Tropen. Diese Vorhersagemethode hängt stark vom Vorhandensein eines stagnierenden Wettermusters ab. Daher wird diese Prognosemethode bei einem schwankenden Wettermuster ungenau. Es kann sowohl in Kurzstreckenprognosen als auch in Langstreckenprognosen nützlich sein.[62]

Verwendung eines Barometers

Seit dem späten 19. Jahrhundert wurden Messungen des barometrischen Drucks und der Drucktendenz (die Änderung des Drucks im Laufe der Zeit) zur Prognose verwendet.[63] Je größer die Druckänderung, insbesondere wenn mehr als 3,5HPA (2.6mmhg), je größer die Wetteränderung ist zu erwarten. Wenn der Druckabfall schnell ist, a Niederdrucksystem nähert sich und es besteht eine größere Regenwahrscheinlichkeit. Schneller Druck steigt sind mit der Verbesserung der Wetterbedingungen verbunden, z. B. Himmel.[64]

In den Himmel schauen

Marestail zeigt Feuchtigkeit in großer Höhe und signalisiert die spätere Ankunft des nassen Wetters.

Zusammen mit der Drucktendenz ist der Zustand des Himmels einer der wichtigsten Parameter, die zum Vorhersagen von Wetter in bergigen Gebieten verwendet werden. Die Verdickung der Wolkendecke oder die Invasion eines höheren Wolkendecks zeigt in naher Zukunft auf Regen. Hoch dünn Cirrostratus -Wolken kann erstellen Halos um die Sonne oder Mond, was einen Ansatz von a anzeigt Warme Vorderseite und sein damit verbundener Regen.[65] Morgen Nebel Weist die fairen Bedingungen an, da Regenbedingungen Wind oder Wolken vorausgehen, die die Nebelbildung verhindern. Der Ansatz einer Linie von Gewitter könnte den Ansatz von a angeben Kaltfront. Wolkenfreier Himmel weist auf ein gutes Wetter in naher Zukunft hin.[66] A Bar kann auf einen kommenden tropischen Zyklon hinweisen. Die Verwendung der Himmelsabdeckung bei der Wettervorhersage hat zu verschiedenen geführt Wetterüberlieferung über die Jahrhunderte.[10]

Nowcasting

Die Vorhersage des Wetters innerhalb der nächsten sechs Stunden wird oft als als bezeichnet Nowcasting.[67] In diesem Zeitbereich ist es möglich, kleinere Funktionen wie individuelle Duschen und Gewitter mit angemessener Genauigkeit sowie andere Funktionen zu klein zu prognostizieren, um von einem Computermodell aufgelöst zu werden. Ein Mensch, der das neueste Radar-, Satelliten- und Beobachtungsdaten verabreicht wird, kann eine bessere Analyse der vorhandenen kleinen Merkmale durchführen und daher für die folgenden Stunden eine genauere Prognose erstellen.[68] Es gibt jedoch jetzt Expertensysteme Verwenden dieser Daten und des mesoskaligen numerischen Modells, um eine bessere Extrapolation zu erzielen, einschließlich der Entwicklung dieser Merkmale. Accuweather ist für eine Minute für einen Minute bekannt, was eine Minute für Minute ist Niederschlag Vorhersage für die nächsten zwei Stunden.

Verwendung von Prognosemodellen

Ein Beispiel von 500 Mbar Geopotentialhöhe Vorhersage aus einem numerischen Wettervorhersagemodell

In der Vergangenheit war der menschliche Prognostiker für die Erstellung der gesamten Wettervorhersage verantwortlich, die auf den verfügbaren Beobachtungen basiert.[69] Heutzutage beschränkt sich die menschliche Eingabe im Allgemeinen auf die Auswahl eines Modells, das auf verschiedenen Parametern basiert, wie z. B. Modellverzerrungen und Leistung.[70] Die Verwendung eines Konsens von Prognosemodellen sowie Ensemble -Mitglieder der verschiedenen Modelle kann dazu beitragen, den Prognosefehler zu verringern.[71] Unabhängig davon, wie gering der durchschnittliche Fehler mit jedem einzelnen System wird, sind bei jedem Modelllauf große Fehler in einem bestimmten Anleitsatz immer noch möglich.[72] Menschen müssen die Modelldaten in Wettervorhersagen interpretieren, die für den Endbenutzer verständlich sind. Menschen können Kenntnisse lokaler Effekte verwenden, die möglicherweise zu klein sind, um vom Modell aufgelöst zu werden, um Informationen zur Prognose hinzuzufügen. Während die zunehmende Genauigkeit von Prognosemodellen impliziert, dass Menschen im Prognoseprozess irgendwann in der Zukunft möglicherweise nicht mehr benötigt werden, besteht derzeit immer noch ein Bedarf an menschlichem Intervention.[73]

Analoge Technik

Die analoge Technik ist eine komplexe Methode, um eine Prognose zu erstellen, bei der der Prognostiker an ein früheres Wetterereignis erinnert wird, das voraussichtlich durch ein bevorstehendes Ereignis nachgeahmt wird. Was es zu einer schwierigen Technik macht, ist, dass es in Zukunft selten ein perfektes Analogon für ein Ereignis gibt.[74] Einige nennen diese Art der Prognosemustererkennung. Es bleibt eine nützliche Methode zur Beobachtung der Niederschläge über Datenhohlräume wie Ozeane,[75] sowie die Vorhersage von Niederschlagsmengen und Verteilung in Zukunft. Eine ähnliche Technik wird bei der Prognose mit mittlerer Reichweite verwendet, die als Televerbindungen bezeichnet wird, wenn Systeme an anderen Standorten verwendet werden, um die Position eines anderen Systems innerhalb des umgebenden Regimes festzuhalten.[76] Ein Beispiel für Telekondenktionen ist die Verwendung El Niño-Southern Oscillation (ENSO) verwandte Phänomene.[77]

Vermittlung von Prognosen an die Öffentlichkeit

Ein Beispiel für eine zweitägige Wettervorhersage in der visuellen Stil Dass eine amerikanische Zeitung verwendet werden könnte. Temperaturen sind in Fahrenheit angegeben.

Die meisten Endnutzer von Prognosen sind Mitglieder der Öffentlichkeit. Gewitter können starke Winde und gefährlich erzeugen Blitz Streiks, die zu Todesfällen, Machtausfällen führen können,[78] und weit verbreitete Hagelschaden. Starker Schnee oder Regen kann Transport und Handel in einen Stillpunkt bringen,[79] sowie Überschwemmungen in niedrig liegenden Gebieten.[80] Übermäßig Wärme oder Kaltwellen Kann diejenigen mit unzureichenden Versorgungsunternehmen krank oder töten, und Dürren können den Wasserverbrauch beeinflussen und Vegetation zerstören.

Mehrere Länder beschäftigen Regierungsbehörden, um der Öffentlichkeit Prognosen und Uhren/Warnungen/Beratungen zur Schutz von Leben und Eigentum zu liefern und kommerzielle Interessen aufrechtzuerhalten. Kenntnisse darüber, was der Endbenutzer aus einer Wettervorhersage benötigt, muss berücksichtigt werden, um die Informationen auf nützliche und verständliche Weise darzustellen. Beispiele sind die Nationales ozeanische und atmosphärische Verwaltung's Nationaler Wetterdienst (NWS)[81] und Umwelt Kanada's Meteorologischer Dienst (MSC).[82] Traditionell waren Zeitung, Fernsehen und Radio die Hauptgeschäfte für die Präsentation von Wettervorhersageinformationen für die Öffentlichkeit. Darüber hinaus hatten einige Städte Wetterlager. Zunehmend wird das Internet aufgrund der großen Anzahl spezifischer Informationen verwendet, die gefunden werden können.[83] In allen Fällen aktualisieren diese Verkaufsstellen ihre Prognosen regelmäßig.

Unwetterbenachrichtigungen und Ratschläge

Ein wesentlicher Bestandteil der modernen Wettervorhersage sind die Unwetter -Benachrichtigungen und die Beratung, die die nationalen Wetterdienste in dem Fall ausstellen, dass schweres oder gefährliches Wetter erwartet wird. Dies geschieht, um Leben und Eigentum zu schützen.[84] Einige der am häufigsten bekannten Unwetter -Ratschläge sind die schweres Gewitter und Tornado Warnung, ebenso wie schweres Gewitter und Tornado Uhr. Andere Formen dieser Ratschläge sind Winterwetter, starker Wind, Flut, tropischer Wirbelsturmund Nebel.[85] Unwetter- und Warnwarnungswarnungen werden über die Medien, einschließlich Radio, ausgestrahlt, wobei Notfallsysteme als die verwendet werden Notalarmsystem, die in regelmäßige Programme einbrechen.[86]

Niedrigtemperaturprognose

Die Niedertemperaturprognose für den aktuellen Tag wird unter Verwendung der niedrigsten Temperatur zwischen 7 berechnet PM an diesem Abend bis 7 bin am nächsten Morgen.[87] Kurz gesagt, das heutige prognostizierte Tief ist höchstwahrscheinlich die Niedertemperatur von morgen.

Fachprognosen

Es gibt eine Reihe von Sektoren mit ihren eigenen spezifischen Bedürfnissen nach Wettervorhersagen, und diese Benutzer werden nachstehend angegeben:

Luftverkehr

Aschewolke aus dem Ausbruch 2008 von Chaitén Vulkan dehnen über Patagonien vom Pazifik zum Atlantik

Da die Luftfahrtindustrie besonders empfindlich gegenüber dem Wetter reagiert, ist eine genaue Wettervorhersage unerlässlich. Nebel oder außergewöhnlich niedrig Decken kann verhindern, dass viele Flugzeuge landen und abheben.[88] Turbulenz und Glasur sind auch signifikante Gefahren während des Fluges.[89] Gewitter sind ein Problem für alle Flugzeuge aufgrund schwerer Turbulenzen aufgrund ihrer Aufstieg und Ausflussgrenzen,[90] Vereisung aufgrund des schweren Niederschlags sowie groß Heil, starke Winde und Blitz, die alle im Flug schwer beschädigt werden können.[91] Vulkanasche ist auch ein erhebliches Problem für die Luftfahrt, da Flugzeuge die Motorleistung in Aschewolken verlieren können.[92] Alltags werden Fluggesellschaften geleitet, um die zu nutzen Jet-Stream Rückenwind zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz.[93] Flugzeugbesatzungen werden vorher informiert abheben unter den Bedingungen auf dem Weg und am Ziel.[94] Zusätzlich ändern Flughäfen häufig welche Runway wird verwendet, um a zu nutzen Gegenwind. Dies verringert die für den Start erforderliche Entfernung und beseitigt das Potenzial Überwinde.[95]

Marine

Der kommerzielle und Freizeitgebrauch von Wasserstraßen kann durch Windrichtung und Geschwindigkeit erheblich begrenzt werden. Welle Periodizität und Höhen, Gezeiten und Niederschlag. Diese Faktoren können jeweils die Sicherheit des Meerestransits beeinflussen. Infolgedessen wurden verschiedene Codes eingerichtet, um detaillierte marinen Wettervorhersagen effizient an Schiffspiloten über Radio zu übertragen, beispielsweise die Mafor (Marine Prognose).[96] Typische Wettervorhersagen können durch die Verwendung von auf See empfangen werden Rtty, Navtex und Radiofax.

Landwirtschaft

Die Landwirte verlassen sich auf Wettervorhersagen, um zu entscheiden, welche Arbeiten an einem bestimmten Tag zu tun sind. Zum Beispiel trocknen Heu ist bei trockenem Wetter nur machbar. Längere Trockenzeit kann Baumwolle, Weizen, ruinieren[97] und Mais Getreide. Während Maispflanzen durch Dürre ruiniert werden können, können ihre getrockneten Überreste als Viehfutterersatz in Form von verwendet werden Silage.[98] Frost und friert ein. Zum Beispiel, Pfirsich Bäume in voller Blüte können ihre potenzielle Pfirsichernte durch einen Frühlingsfrieren dezimieren lassen.[99] Orangenhainen können unabhängig von ihrem Timing bei Frost und Gefrieren erhebliche Schäden erleiden.[100]

Forstwirtschaft

Wettervorhersage von Wind, Ausfällen und Luftfeuchtigkeit ist für die Verhinderung und Kontrolle von wesentlicher Bedeutung Waldbrände. Verschiedene Indizes wie die Waldfeuerwetterindex und die Haines Index, wurden entwickelt, um die Gebiete vorherzusagen, dass es mehr gefährdet ist, Feuer aus natürlichen oder menschlichen Gründen zu erleben. Die Bedingungen für die Entwicklung schädlicher Insekten können ebenfalls durch Vorhersage der Entwicklung des Wetters vorhergesagt werden.

Versorgungsunternehmen

Ein Lüftungsgerät wird für die Heizung und Kühlung von Luft an einem zentralen Ort verwendet (klicken Sie auf das Bild für die Legende).

Strom- und Gasunternehmen verlassen sich auf Wettervorhersagen, um die Nachfrage zu antizipieren, die stark vom Wetter beeinflusst werden können. Sie verwenden die Menge, die als Gradtag bezeichnet wird, um festzustellen, wie stark die Verwendung bei der Erwärmung vorhanden sein wird (Heizstudentag) oder Kühlung (Kühlgradtag). Diese Mengen basieren auf einer täglichen Durchschnittstemperatur von 18 ° C. Kühlertemperaturen erzwingen Erwärmungstage (eine pro Grad Fahrenheit), während die wärmeren Temperaturen Kühlstudentage erzwingen.[101] Im Winter kann ein schweres kaltes Wetter zu einem Anstieg der Nachfrage führen, wenn die Menschen ihre Heizung erhöhen.[102] In ähnlicher Weise kann im Sommer ein Anstieg der Nachfrage mit dem verstärkten Einsatz von verbunden sein Klimaanlage Systeme bei heißem Wetter.[103] Durch die Erwartung eines Anstiegs der Nachfrage können Versorgungsunternehmen zusätzliche Strom- oder Erdgas erwerben Brownouts und Stromausfälle.[104]

Andere kommerzielle Unternehmen

Zunehmend zahlen private Unternehmen für Wettervorhersagen, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind, damit sie ihren Gewinn steigern oder große Verluste vermeiden können.[105] Beispielsweise können Supermarktketten die Aktien in ihren Regalen ändern, um unterschiedliche Verbraucherausgabengewohnheiten bei verschiedenen Wetterbedingungen zu erwarten. Wettervorhersagen können verwendet werden, um in den Rohstoffmarkt zu investieren, wie Futures in Orangen, Mais, Sojabohnen und Öl.[106]

Militäranträge

Streitkräfte der Vereinigten Königreich

Königliche Marine

Das Vereinigte Königreich Königliche Marine, Zusammenarbeit mit Großbritannien Met Office, hat einen eigenen Spezialist für Wetterbeobachter und Prognostiker im Rahmen der hydrografischen und meteorologischen (HM) Spezialisierung, die weltweit betriebliche Bedingungen überwachen und prognostizieren, um U -Booten, Schiffen und Schiffen und zeitnahe Wetter- und ozeanografische Informationen zu liefern Flottenluftarm Flugzeug.

königliche Luftwaffe

Eine mobile Einheit in der RAFMit dem britischen Met -Büro prognostiziert das Wetter für Regionen, in denen britische, alliierte Soldaten und Frauen eingesetzt werden. Eine Gruppe basierend bei Campbastion liefert Prognosen für die britischen Streitkräfte in Afghanistan.[107]

Streitkräfte der Vereinigten Staaten

US Navy

Emblem des JTWC Joint Typhoon Warnungszentrums

Ähnlich wie im privaten Sektor präsentieren militärische Wettervorhersagen der Kriegskämpfergemeinschaft die Wetterbedingungen. Militärische Wettervorhersagen bieten Piloten vor dem Flug und im Flug an Wetterbereichen und bieten Echtzeit-Ressourcenschutzdienste für militärische Installationen an. Marineprognostiker decken die Gewässer und Schiffswettervorhersagen ab. Das Marine der Vereinigten Staaten Bietet sowohl für sich als auch für den Rest der Bundesregierung einen besonderen Dienst, indem er Prognosen für tropische Wirbelstürme im gesamten Pazifik und in den Indischen Ozeanen durch ihre Ausgabe erstellt Gemeinsames Taifun -Warnzentrum.[108]

US-Luftwaffe

Innerhalb der Vereinigten Staaten bietet das Wetter der Luftwaffe eine Wettervorhersage für die Luftwaffe und die Armee. Luftwaffe Die Prognostiker decken den Luftvorgang sowohl in Kriegs- als auch in Friedensbetriebsvorgängen ab und bieten bereit Heer Unterstützung;[109] Küstenwache der Vereinigten Staaten Meereswissenschaftstechniker liefern Schiffsprognosen für Eisbrecher und andere verschiedene Operationen in ihrem Bereich.[110] und Marine-Prognostiker unterstützen die Grund- und Luftbasis-Basis und luftbasierte Unterstützung United States Marine Corps Operationen.[111] Alle vier militärischen Zweige nehmen ihre erste technische Ausbildung für meteorologische Meteorologie bei Keesler Air Force Base.[112] Militärische und zivile Prognostiker kooperieren aktiv bei der Analyse, Schaffung und Kritik von Wetterprognoseprodukten.

Siehe auch

Verweise

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