كيف تستخدم أجهزة الكمبيوتر في التنبؤ بالطقس؟

على مر التاريخ ، أجرى خبراء الأرصاد العديد من التقنيات والتجارب للتنبؤ بالطقس بفعالية أكبر بمرور الوقت. نظرًا للتقدم الكبير في التكنولوجيا ، أصبح من الممكن الآن التنبؤ بأيام الطقس وحتى أشهر مقدمًا - وهو ما لم يكن ممكنًا حقًا قبل منتصف القرن العشرين. انتشر استخدام نماذج الكمبيوتر بشكل رئيسي خلال الستينيات ، حيث تم إطلاق أول أقمار صناعية خاصة بالطقس. تعتمد أنواع نماذج الكمبيوتر المستخدمة في التنبؤات في الغالب على نوع المناخ وظروف الطقس.

تستخدم النماذج المناخية في المقام الأول للتنبؤ بالتغيرات الجوهرية في مناخ الأرض. المناخ هو متوسط ​​الأحوال الجوية في منطقة ما لفترة طويلة من الزمن. لذلك ، تستخدم النماذج المناخية مجموعة من البيانات الإحصائية والحالية لتوفير توقعات معقولة. تعد CFS أحد النماذج المناخية الأساسية المستخدمة للتنبؤ بالظروف الجوية على نطاق الكواكب مثل: El Nino و Madden Julian Oscillations (MJO) والرياح الموسمية.

تستخدم نماذج النطاق المتوسط ​​بشكل أساسي للتنبؤ بالطقس محليًا. المقياس المتوسط ​​في مصطلحات الأرصاد الجوية يعني أن الظروف الجوية تتراوح عادة من 2 إلى 20 كم. عادة لا تمتلك النماذج السينوبتية والمناخية دقة كافية للتنبؤ بالظروف الجوية المحلية مثل: العواصف الرعدية الخلوية الفردية والأعاصير. يشيع استخدام نموذج أمريكا الشمالية (NAM) للتنبؤ بأحوال الطقس المحلية.

النماذج الديناميكية هي الأدوات الأكثر تطوراً وتكلفة المستخدمة للتنبؤ بالطقس. تستخدم النماذج الديناميكية معادلات أساسية متقدمة للغلاف الجوي للتنبؤ بالتغيرات في الطقس بناءً على الظروف الحالية. على الرغم من كفاءتها ، يمكن للنماذج الديناميكية أن ترتكب أخطاء أثناء التشغيل الأولي. وفقًا للمركز الوطني للأعاصير (NHC) ، فإن GFS و ECMWF و NOGAPS و UKMET و CMC ، هي بعض النماذج الديناميكية المستخدمة للتنبؤ.

تُستخدم النماذج الإحصائية في المقام الأول لمساعدة خبراء الأرصاد الجوية على تقديم تنبؤات تناظرية دقيقة. تستخدم النماذج الإحصائية بيانات من العواصف السابقة وظروف الطقس لمساعدة علماء الأرصاد الجوية في الحصول على فكرة أفضل عن كيفية تتبع أنظمة الطقس الحالية. تُستخدم النماذج الإحصائية بشكل شائع لتتبع الأعاصير المدارية وأعاصير خطوط العرض الوسطى. إذا كان توافق النموذج الديناميكي غير معقول ، فغالبًا ما يستخدم خبراء الأرصاد نماذج إحصائية لتقديم تنبؤات أفضل.

على الرغم من أن نماذج الكمبيوتر في الغلاف الجوي هي أدوات فعالة للتنبؤ بالطقس ، إلا أنها ليست دقيقة بشكل لا تشوبه شائبة. عادة ما تكون نماذج الكمبيوتر أقل كفاءة أثناء التشغيل الأولي. على سبيل المثال ، خلال المراحل الأولى من تكوين الأعاصير المدارية (تكوين الأعاصير المدارية) ، لا يتم تهيئة النماذج الحاسوبية عادةً بشكل كافٍ لتقديم تنبؤ معقول. عادة ما تكون التنبؤات طويلة المدى (بعد أسبوع) أقل دقة ، لأن هناك العديد من العوامل الجوية التي يمكن أن تلعب دورًا بعد ذلك الوقت. النماذج الديناميكية هي الأكثر دقة للتنبؤات التي تتراوح من ثلاثة إلى خمسة أيام.