Sinh viên thời tiết không hứa hẹn thời tiết mà đựng đoán nó, và quy trình này không phải là bói toán mà là công việc khoa học phức tạp, dựa trên vật lý, toán học và khả năng tính toán lớn. Dưới đây là cách nó diễn ra từng bước.

Bước 1: Thu thập dữ liệu về trạng thái hiện tại

Bắt đầu với câu hỏi: “Đang xảy ra điều gì hiện tại?”. Các nhà dự báo thời tiết thu thập dữ liệu từ khắp nơi trên thế giới và làm điều này gần như là thời gian thực. Các nguồn thông tin:

• Trạm đất. Đo nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, gió và mưa ở bề mặt đất.
• Điều tra viên. Cung cấp khoảng 80% thông tin về trạng thái hiện tại của khí quyển, đặc biệt là trên biển và các khu vực khó tiếp cận.
• 雷达. Theo dõi mưa và các hiện tượng nguy hiểm ở các độ cao tương đối thấp.
• Điều tra viên khí tượng và máy bay. Đo các thông số trong các lớp trên của khí quyển.

Tất cả các dữ liệu này đều được kiểm tra: loại bỏ các giá trị sai, thông tin được so sánh và tích hợp để tạo ra bản đồ ban đầu của khí quyển chính xác nhất.

Bước 2: Tính toán trên các máy tính siêu mạnh (dự báo số)

Đây là trái tim của thời tiết học hiện đại. Dữ liệu được tải lên mô hình dự báo thời tiết số — một hệ thống phần mềm phức tạp giải hệ phương trình mô tả vật lý của khí quyển.

Khí quyển được chia thành hàng triệu ô ảo (mạng). Máy tính siêu mạnh tính toán cách nhiệt độ, áp suất và gió trong mỗi ô thay đổi qua vài giây, sau đó sử dụng kết quả này như điểm xuất phát cho bước tiếp theo, và thế là ngày này qua ngày khác. Đó là lý do tại sao cần có một trong những máy tính mạnh nhất trên thế giới để tính toán dự báo.

Bước 3: Đánh giá không chắc chắn (dự báo nhóm)

Khí quyển là một hệ thống rối loạn. Một lỗi nhỏ trong dữ liệu ban đầu có thể phát triển thành một lỗi lớn sau vài ngày. Để xem xét sự không chắc chắn này, sử dụng dự báo nhóm.

Thay vì một phép tính, mô hình được chạy nhiều lần (thậm chí đến 99 lần), mỗi lần thay đổi điều kiện ban đầu một chút. Nếu tất cả các phép tính đều cho kết quả tương tự (ví dụ: mưa), niềm tin cao. Nếu sự khác biệt lớn (một phép tính — mưa, một phép tính khác — nắng), dự báo không đáng tin cậy.

Bước 4: Công việc của nhà dự báo (xử lý và kinh nghiệm)

Máy tính cung cấp kết quả thô. Nhà dự báo không phải là người điều khiển máy mà là chuyên gia, người:

1. So sánh dữ liệu từ các mô hình thế giới khác nhau (eurôpe, Mỹ, Nhật Bản và vân vân).
2. Chỉnh sửa chúng, biết các lỗi hệ thống của mỗi mô hình (xử lý sau).
3. Áp dụng kiến thức về đặc điểm địa phương: địa hình, bриз, ảnh hưởng của thành phố mà mô hình thô có thể không tính đến.

Ví dụ, mô hình có thể không nhìn thấy cơn mưa cục bộ ở một khu vực cụ thể, nhưng nhà dự báo, biết hành vi của fronts khí tượng trong khu vực này, sẽ уточнить dự báo.

Giải thích tại sao dự báo không luôn chính xác và độ tin cậy của chúng là bao nhiêu

Đối thủ chính của độ chính xác là loạn và mất dữ liệu. Không thể đo chính xác trạng thái của toàn bộ khí quyển.

Ngày nay, dự báo 5 ngày không chính xác bằng dự báo 3 ngày vào đầu thế kỷ 2000. Đây là kết quả của sự cải thiện mô hình và tăng cường khả năng tính toán.

Tóm tắt

Dự báo thời tiết là chuỗi “dữ liệu → máy tính siêu mạnh → nhóm → kinh nghiệm nhà dự báo”. Mặc dù không bao giờ có thể đạt được độ chính xác tuyệt đối, công nghệ hiện đại cho phép dự đoán thời tiết trước vài ngày với độ tin cậy cao.

Permanent link to this publication: