Come vengono utilizzati i computer nelle previsioni del tempo?

Nel corso della storia, numerose tecniche ed esperimenti sono stati eseguiti dai meteorologi per prevedere il tempo con maggiore efficacia nel tempo. Grazie ai sostanziali progressi tecnologici, ora è possibile prevedere i giorni meteorologici e persino i mesi in anticipo, cosa che non era veramente possibile prima della metà del XX secolo. L'uso di modelli computerizzati si è diffuso principalmente durante gli anni '60, quando furono lanciati i primi satelliti meteorologici. I tipi di modelli informatici utilizzati nelle previsioni dipendono principalmente dal tipo di clima e dalle condizioni meteorologiche.

I modelli climatici vengono utilizzati principalmente per prevedere cambiamenti sostanziali nel clima terrestre. Il clima è la media delle condizioni meteorologiche in un'area per un periodo di tempo prolungato. Pertanto, i modelli climatici utilizzano una combinazione di dati statistici e attuali per fornire una previsione ragionevole. Il CFS è uno dei principali modelli climatici utilizzati per prevedere condizioni meteorologiche su scala planetaria come: El Nino, Madden Julian Oscillations (MJO) e monsoni.

I modelli su mesoscala sono utilizzati principalmente per prevedere il tempo a livello locale. Mesoscala in termini meteorologici significa le condizioni atmosferiche che vanno solitamente da due a 20 km. I modelli sinottici e climatici di solito non hanno una risoluzione sufficiente per prevedere condizioni meteorologiche localizzate come: temporali e tornado unicellulari. Il modello nordamericano (NAM) è comunemente usato per prevedere le condizioni meteorologiche locali.

I modelli dinamici sono gli strumenti più sofisticati e costosi utilizzati per prevedere il tempo. I modelli dinamici utilizzano equazioni fondamentali avanzate dell'atmosfera per prevedere i cambiamenti del tempo in base alle condizioni attuali. Nonostante la loro efficienza, i modelli dinamici possono commettere errori durante le esecuzioni iniziali. Secondo il National Hurricane Center (NHC), GFS, ECMWF, NOGAPS, UKMET e CMC sono alcuni dei modelli dinamici utilizzati per le previsioni.

I modelli statistici vengono utilizzati principalmente per aiutare i meteorologi a fornire previsioni analogiche accurate. I modelli statistici utilizzano i dati di precedenti tempeste e condizioni meteorologiche per aiutare i meteorologi a farsi un'idea migliore di come tenere traccia dei sistemi meteorologici attuali. I modelli statistici sono comunemente usati per tracciare i cicloni tropicali e di media latitudine. Se il consenso sul modello dinamico non è ragionevole, i meteorologi utilizzano spesso modelli statistici per fornire previsioni migliori.

Sebbene i modelli informatici atmosferici siano strumenti efficaci per le previsioni meteorologiche, non sono impeccabilmente accurati. I modelli al computer sono generalmente meno efficienti durante le esecuzioni preliminari. Ad esempio, durante le prime fasi della ciclogenesi tropicale (formazione di cicloni tropicali), i modelli informatici di solito non sono sufficientemente inizializzati per fornire una previsione ragionevole. Le previsioni a lungo termine (oltre una settimana) sono di solito meno accurate, perché ci sono molti fattori atmosferici che possono entrare in gioco oltre quel tempo. I modelli dinamici sono più accurati per previsioni da tre a cinque giorni.