為什麼天氣預報員還在努力爭取正確的大風暴

為什麼天氣預報員還在努力爭取正確的大風暴
在冬天風暴以後下雪在地面上。
美國宇航局戈達德MODIS快速反應

這是三月2017,一場名為斯特拉的冬季風暴承諾將向紐約市和新澤西州的部分地區運送一英尺半雪。 官員推出了暴雪警告,暗示該城市即將面臨雪災。

但只有7英寸下跌。 然後政務。 克里斯克里斯蒂抨擊預測者。 “我不知道我們應該為這些天氣預報員支付多少錢,”他說。 “七年半之後,我已經完成了國家氣象局的工作。”

對於追踪天氣的人來說,大風暴的預報有時候仍然是過山車 - 軌道或強度的突然變化。 作為一個預測大型城市市場的氣象學家,我可以證明這種挫敗感。 鑑於24 / 7天氣數據的時代,數十個衛星和復雜的計算機模型,我們為什麼不能每次都做到正確? 答案在於最受歡迎的預測模型之間的怪癖。

模特之戰

計算機預測模型已成為北美和世界許多其他地區天氣預報的主要支柱。 在快速超級計算機上運行,這些複雜的大氣數學模型在過去的幾十年裡變得更好。

人類預測技能有所提高 每十年大約一天。 換句話說,今天的四天預測與十年前的三天預測一樣準確。

美國的預報員經常檢查幾種模型,但討論最多的兩種模型是美國和歐洲。 當模型在大風暴的軌道上不一致時,預測者必須經常選擇他們認為最正確的風暴。 這一決定可以成就或打破關鍵預測。

大多數氣象學家都認為歐洲模式是最熟練的。 這是在1993三月鞏固的,當時它正確地預測了歷史Nor'easter的軌道和強度。 叫做 “世紀風暴” 暴風雨從墨西哥灣沿岸的緬因州北端掉下一層大雪。

風暴是所謂的中期預報的里程碑,或者是三到七天的預測。 歐洲模型確定了預測 提前五天。 這意味著官員可以在第一批薄片飛來之前宣布緊急狀態。

快進到2012,歐元仍然正在對大而劇烈的風暴做出正確的調用。 但這一次,交付時間超過了八天。 風暴是颶風桑迪,一場大規模的大西洋風暴。 提前一個多星期, 歐洲模型預測 在桑迪的賽道上,一個奇怪的向西慢跑,而美國的模型則向東和無害地遠離東海岸。 得分:歐洲的另一個重大勝利。

颶風桑迪之前的預測在風暴的軌道上不一致。
颶風桑迪之前的預測在風暴的軌道上不一致。
國家颶風中心

歐洲與美國

與美國同行相比,歐洲為什麼做得這麼好?

首先,它運行在功能更強大的超級計算機上。 二,它有 更複雜的數學系統 處理大氣的“初始條件”。 三,它是在一個研究所開發和完善的,該研究所的重點是中期天氣預報。

在美國,中程美國模型是一系列模型的一部分,包括幾個每小時運行一次的短程預測系統。 時間,智力焦點和成本由多達四種或五種不同類型的模型共享。

公眾已經聽說過歐洲模式的勝利。 但預測人員也知道美國模式非常熟練; 儘管不那麼引人注目,但它有一定的勝利。 其中一個是冬季風暴朱諾,一個嚴重影響新英格蘭海岸的2015 Nor'easter。 預測人員向整個紐約市的24發出可怕的警告,要求36英寸的雪。 在前所未有的舉動中,市長Andrew Cuomo提前關閉了地鐵系統,此舉從未對即將到來的暴風雪造成影響。

這次世界末日的雪情預報基於歐洲模式。 美國模型預測風暴將在距離東部50英里的位置上移位 - 將大量的積雪從城市中移開。 實際上,朱諾採用了這條東向賽道,而中央公園最終只有“10英寸” - 如果是雪,那將是一個很大的數字,但不是2到3腳的嚴重損壞。 城市關閉帶來的不必要的經濟損失是巨大的, 讓氣象學家處於守勢.

在冬季風暴斯特拉的情況下,美國模型大量過度預測降雪。 但是一種叫做北美模式的短程模型 正確預測了風暴軌道 50到東邊的100里程。

預測天氣

這一切都歸結為:天氣預報員對預測模型有很多選擇。 預測藝術基於每種模型花費的多年經驗,學習每種模型的獨特偏見和優勢。 鑑於模型中固有的傳播,國家氣象局和其他預測機構在更好地傳達預測不確定性方面取得了長足進步。 但它仍然經常歸結為那種直覺:歐洲人還是美國人?

研究人員正在採取措施,通過將計算機速度提高一倍並調整模型採集數據的方式來改進美國中程天氣預報。 松下和IBM等公司 已經進入競技場,擁有自己的新型天氣預報模型。

談話與此同時,當我們等待美國模式“趕上”歐洲技能時,人們可以通過幾種方式來學習破譯預測信息。 單個模型運行在大約五天之後不太熟練; 您正在尋找的是逐次運行的一致性。 此外,尋找預測不確定性的預測。 例如,預測可能會為即將到來的暴風雪提出備選方案:20百分比機率達到15英寸,或20百分比機率只有4到6英寸才會下降。

關於作者

研究生院副院長Jeffrey B. Halverson,地理與環境系統教授, 馬里蘭大學巴爾的摩分校

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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