Ako sa používajú počítače pri predpovedaní počasia?

Počas histórie meteorológovia vykonali množstvo techník a experimentov, aby predpovedali počasie s väčšou účinnosťou v priebehu času. Vďaka značnému pokroku v technológii je teraz možné predpovedať počasie na dni a dokonca aj mesiace vopred - čo nebolo skutočne možné pred polovicou 20. storočia. Používanie počítačových modelov sa rozšírilo hlavne počas 60. rokov 20. storočia, keď boli vypustené prvé meteorologické družice. Typy počítačových modelov, ktoré sa používajú v predpovediach, závisia väčšinou od typu klímy a poveternostných podmienok.

Klimatické modely sa primárne používajú na predpovedanie podstatných zmien zemskej klímy. Podnebie je priemerné poveternostné podmienky v oblasti počas dlhšieho časového obdobia. Preto klimatické modely využívajú kombináciu štatistických a aktuálnych údajov, aby poskytli primeranú predpoveď. CFS je jedným z primárnych klimatických modelov používaných na predpovedanie poveternostných podmienok na planéte, ako sú: El Nino, Madden Julian Oscilations (MJO) a monzúny.

Mesoscale modely sa používajú hlavne na lokálne predpovedanie počasia. Mezomierka v meteorologickom vyjadrení znamená atmosférické podmienky v rozmedzí zvyčajne od 2 do 20 km. Synoptické a klimatické modely zvyčajne nemajú dostatočné rozlíšenie na predpovedanie lokálnych poveternostných podmienok, ako sú: jednobunkové búrky a tornáda. Severoamerický model (NAM) sa bežne používa na predpovedanie miestnych poveternostných podmienok.

Dynamické modely sú najsofistikovanejšie a najnákladnejšie nástroje používané na predpovedanie počasia. Dynamické modely využívajú pokročilé základné rovnice atmosféry na predpovedanie zmien počasia na základe aktuálnych podmienok. Napriek svojej efektívnosti môžu dynamické modely robiť chyby počas počiatočných chodov. Podľa Národného centra pre hurikány (NHC) sú GFS, ECMWF, NOGAPS, UKMET a CMC niektoré z dynamických modelov používaných na predpovedanie.

Štatistické modely sa primárne používajú na pomoc meteorológom pri poskytovaní presných analógových predpovedí. Štatistické modely využívajú údaje z predchádzajúcich búrok a poveternostných podmienok, aby pomohli meteorológom získať lepšiu predstavu o tom, ako sledovať súčasné poveternostné systémy. Štatistické modely sa bežne používajú na sledovanie cyklónov v tropických a stredných zemepisných šírkach. Ak konsenzus dynamického modelu nie je primeraný, meteorológovia často používajú štatistické modely na poskytovanie lepších predpovedí.

Aj keď sú atmosférické počítačové modely účinnými nástrojmi na predpovedanie počasia, nie sú bezchybne presné. Počítačové modely sú počas predbežných sérií zvyčajne menej efektívne. Napríklad počas prvých štádií tropickej cyklogenézy (tvorba tropického cyklónu) nie sú počítačové modely zvyčajne dostatočne inicializované, aby poskytli primeranú predpoveď. Predpovede na dlhé vzdialenosti (viac ako týždeň) sú zvyčajne menej presné, pretože existuje veľa atmosférických faktorov, ktoré môžu vstúpiť do hry aj po tomto čase. Dynamické modely sú najpresnejšie pre predpovede na tri až päť dní.