Jak se používají počítače při předpovědi počasí?

V průběhu historie meteorologové prováděli četné techniky a experimenty, aby v průběhu času předpovídali počasí s větší účinností. Díky značnému pokroku v technologii je nyní možné předpovídat počasí na dny a dokonce i měsíce dopředu – což před polovinou 20. století nebylo skutečně možné. Používání počítačových modelů se rozšířilo hlavně v průběhu 60. let, kdy byly vypuštěny první meteorologické družice. Typy počítačových modelů, které se používají v předpovědích, závisí většinou na typu klimatu a povětrnostních podmínkách.

Klimatické modely se primárně používají k předpovědi podstatných změn zemského klimatu. Klima je průměrné povětrnostní podmínky v oblasti po delší dobu. Klimatické modely proto využívají kombinaci statistických a aktuálních dat, aby poskytly rozumnou předpověď. CFS je jedním z primárních klimatických modelů používaných pro předpovídání povětrnostních podmínek v planetárním měřítku, jako jsou: El Nino, Madden Julian Oscilations (MJO) a monzuny.

Mesoscale modely se používají hlavně k předpovědi počasí lokálně. Mezoměřítko v meteorologickém vyjádření znamená atmosférické podmínky v rozmezí obvykle od 2 do 20 km. Synoptické a klimatické modely obvykle nemají dostatečné rozlišení k předpovědi lokalizovaných povětrnostních podmínek, jako jsou: jednobuněčné bouřky a tornáda. Severoamerický model (NAM) se běžně používá k předpovědi místních povětrnostních podmínek.

Dynamické modely jsou nejsofistikovanější a nejnákladnější nástroje používané k předpovědi počasí. Dynamické modely využívají pokročilé základní rovnice atmosféry k předpovídání změn počasí na základě aktuálních podmínek. Navzdory své účinnosti mohou dynamické modely dělat chyby během počátečních běhů. Podle National Hurricane Center (NHC) jsou GFS, ECMWF, NOGAPS, UKMET a CMC některé z dynamických modelů používaných pro předpovědi.

Statistické modely se primárně používají k tomu, aby pomohly meteorologům poskytovat přesné analogové předpovědi. Statistické modely využívají data z předchozích bouří a povětrnostních podmínek, aby pomohli meteorologům získat lepší představu o tom, jak sledovat aktuální meteorologické systémy. Statistické modely se běžně používají ke sledování cyklón v tropických a středních zeměpisných šířkách. Pokud není konsenzus dynamického modelu rozumný, meteorologové často používají statistické modely, aby poskytovali lepší předpovědi.

Přestože jsou atmosférické počítačové modely účinnými nástroji pro předpověď počasí, nejsou dokonale přesné. Počítačové modely jsou během přípravných běhů obvykle méně účinné. Například během prvních fází tropické cyklogeneze (formace tropických cyklónů) nejsou počítačové modely obvykle dostatečně inicializovány, aby poskytly rozumnou předpověď. Předpovědi na dlouhé vzdálenosti (více než týden) jsou obvykle méně přesné, protože existuje mnoho atmosférických faktorů, které mohou vstoupit do hry i po uplynutí této doby. Dynamické modely jsou nejpřesnější pro tří- až pětidenní předpovědi.