Hvad er der i prognosen, og hvordan ved vi det?

Her er, hvad de globale temperatur- og nedbørsforhold for resten af ​​dette år forventes at være. Earth Institutes Internationale Forskningsinstitut for Klima og Samfunds (IRI) probabilistiske udsigter for temperatur og nedbør opdateres månedligt i seks måneder ud i fremtiden. Prognoserne kræver varmere end normalt temperaturer for dele af Afrika, Australien, Sydamerika, syd-centrale eller sydvestlige Asien, det sydøstlige Europa, USA og Grønland. Sandsynligheden for temperaturer over gennemsnittet er størst for Grønland og det nordlige Nordamerika. Der forventes køligere temperaturer end normalt for det nordlige og nordvestlige Nordamerika og dele af det nordlige Asien. Sydafrika kunne se køligere temperaturer i august til oktober sæsonen.

Ifølge IRI, imidlertid, der er ikke sådan noget som en strengt rigtig eller forkert probabilistisk prognose. Hvis der er 75 procent chance for en temperatur over middel, men temperaturen ender med at være under gennemsnittet, det betyder ikke, at prognosen er forkert, fordi en 75 procent chance for temperatur over gennemsnittet også giver mulighed for 25 procent chance for gennemsnitlig eller under middel temperatur.

Met Office, Storbritanniens nationale vejrtjeneste, forudsiger, at den globale gennemsnitstemperatur i 2017 vil være fra 0,63 °C til 0,87 °C varmere end den langsigtede (1961-1990) gennemsnitstemperatur på 14,0 °C.

"Du ser en masse varme anomalier, sagde Adam Sobel, professor i Institut for Anvendt Fysik og Anvendt Matematik ved Columbia University og Lamont-Doherty Earth Observatory, og direktør for Columbia Initiative on Extreme Weather and Climate. "Men fordi en anomali er en forskel fra et gennemsnit, der er defineret af de sidste 20 eller 30 år, det er næsten altid varmere end det nu på grund af den globale opvarmning. Så når du ser på temperaturkortene, du ser varm over det meste af kloden - du ser ikke meget køligt, og det, til en vis grad, er bare klimaændringssignalet, som er blandet deri."

Nedbør forventes at være under normalen i det nordlige og centrale Sydamerika indtil september, mens det nordlige Sydamerika forventes at modtage mindre nedbør fra august til december. Der forventes også mulighed for under normal nedbør i dele af Australien til og med november; under normal nedbør er forudsagt for det sydlige og vestlige Indonesien til og med oktober, og for det centrale Afrika fra september til december. Lidt over normal nedbør forventes for det vestlige Afrika til og med oktober, og noget af det nordlige Asien fra september til december.

2017 vil sandsynligvis blive et neutralt år for El Niño og dets modstykke La Niña. El Niño er et komplekst og naturligt forekommende vejrmønster, der opstår hvert andet til syvende år, når Stillehavets temperaturer nær ækvator varierer fra normen; La Niña, som ofte opstår omkring et år efter El Niño, er en intensivering af det normale mønster. Cyklingen af ​​de to faser kaldes El Niño Southern Oscillation (ENSO).

I løbet af et El Niño-år, de normale passatvinde, der blæser øst til vest over Stillehavet omkring ækvator, svækkes eller bryder sammen. Det varme vand, der normalt skubbes mod det vestlige Stillehav af vindene, skyller tilbage på tværs, akkumulerer på østsiden af ​​Stillehavet fra Californien til Chile, forårsager regn og storm. El Niño kan påvirke vejret rundt om i verden ved at påvirke høj- og lavtrykssystemer, vind og nedbør, og presser de globale temperaturer op. 2015 og 2016 satte rekorder for globale høje temperaturer, fordi de var El Niño -år.

IRI, som blev oprettet i 1996 efter at Mark Cane og Stephen Zebiak fra Lamont-Doherty opfandt ENSO-prognoser, forudsiger, at ENSO vil forblive i sin neutrale tilstand resten af ​​året. Sandsynligheden for, at El Niño-forhold udvikler sig, overstiger aldrig 45 procent ifølge den seneste prognose (IRI's ENSO-prognoser, som det producerer med National Oceanic and Atmospheric Administration, opdateres hver måned.). Sandsynligheden for en La Niña er mindre end 10 procent. I ENSO-neutrale perioder, havtemperaturer, tropiske nedbørsmønstre, og atmosfæriske vinde over det ækvatoriale Stillehav forbliver omkring det langsigtede gennemsnit.

"ENSO er det mest forudsigelige signal i klimasystemet, sagde Sobel, "Hvis det er ENSO neutralt, der kan stadig være andre ting i klimasystemet, der kan skabe forudsigelige anomalier, men ingen af ​​dem er så magtfulde som ENSO, så det plejer at være en slags uspændende prognose, det er det, du ser nu."

I USA, udsigten til september fra National Oceanic and Atmospheric Administration's (NOAA) Climate Prediction Center er for over normale temperaturer for store dele af det kontinentale USA og Alaska. De steder, der med størst sandsynlighed vil se varmere end gennemsnitstemperaturerne, er den nordøstlige del, dele af Gulf Coast og Florida, det sydvestlige og sydvestlige Alaska og Aleuterne. Dele i det centrale USA kan se normale temperaturer, der delvis skyldes fugt i jorden. De nordlige store sletter, den vestlige Golfkyst og det sydvestlige Alaska og Aleuterne har en lille chance for mere nedbør end normalt. I løbet af efteråret og vinteren, neutrale ENSO-forhold vil sandsynligvis holde temperaturer og nedbør i gennemsnittet.

I maj, NOAA forudsagde, at der er 45 procent chance for en over normal og 20 procent chance for en under normal atlantisk orkansæson. Til og med den 30. november prognosemænd siger, at der er en 70 procent chance for 11 til 17 navne storme (vind 39 mph eller mere), fem til ni af dem kan blive orkaner (vind 74 mph eller mere), med to til fire, der bliver store orkaner (vind på 111 mph eller mere). Gennemsnitlige årstider bringer normalt 12 navngivne storme med seks orkaner og tre store orkaner. El Niño og vindskæret, der ledsager det, holder normalt orkaner i skak, så en neutral ENSO foreslår muligheden for mere orkanaktivitet.

NOAA forudsiger også en 80 procent chance for nær eller over normal orkanaktivitet i det østlige og centrale Stillehav, med en 70 procents chance for 14 til 20 navngivne storme, inklusive seks til 11 orkaner, hvoraf tre til syv vil være større orkaner. NOAAs orkanudsigter vil blive opdateret i begyndelsen af ​​august. Ifølge Sobel, imidlertid, ikke alt for mange beslutningstagere er afhængige af orkanprognosen, fordi de ikke forudser landfald.

Fra april 2017, 570 tornadoer var blevet rapporteret i USA, tæt på 100 mere end gennemsnittet. I juni, slutningen af ​​"tornadosæsonen" (selvom tornadoer har fundet sted hver måned i USA), antallet af tornadoer var næsten fordoblet, med NOAA, der foreløbigt rapporterede 1076 tornadoer.

"Vi har ikke eksplicitte prognoser for ekstreme begivenheder, der kommer med en høj grad af tillid til ledetider længere ude end vejrudsigten, "sagde Sobel." De påvirkninger på klimasystemet, der er forudsigelige, er de ting, der bevæger sig langsomt, ligesom havet. Det du forudsiger er nogle langsomme komponenter i systemet, men ekstreme hændelser afhænger i høj grad af de hurtigt bevægende komponenter – de er altid et resultat af et sammenløb af faktorer, og mange af disse faktorer er ikke forudsigelige langt i forvejen. Men ting som ENSO påvirker sandsynligheden for en form for ekstreme begivenheder, og vi har en lille smule dygtighed til det, og vi kan blive bedre til det."

Nachiketa Acharya, en statistisk klimatolog ved IRI, forklarede, at mens klimaet i virkeligheden i høj grad skyldes den konstante interaktion mellem hav og atmosfære, ældre klimamodeller kunne ikke altid integrere de to. Før i år, videnskabsmænd ville køre en havmodel først, tag derefter input fra havmodellen og indtast den i atmosfæremodellen for at generere en prognose.

I april, Acharya begyndte at arbejde med en ny et-lags systemmodel, der efterligner den virkelige atmosfære, kobling af hav og atmosfære i en kontinuerlig proces. IRIs nye prognoser er baseret på NOAA's North American Multi-Model Ensemble Project (NMME), der inkorporerer data fra ni koblede klimamodeller fra forskellige amerikanske institutioner og Environment and Climate Change Canada.

"IRI kører ingen klimamodeller i huset nu, " sagde Acharya, "I stedet får vi alle modellerne fra NMME -centrene. Vi beregner sandsynlighederne for nedbør, temperatur og ENSO baseret på data fra disse avancerede koblede modeller, og lave prognoser for de kommende fire overlappende tremånedersperioder. "

For at teste og forfine pålideligheden af ​​deres klimaforudsigelsesmetodologi, IRI-videnskabsmænd opretter hindcasts. De laver et foregivet sæt af prognoser for de seneste år uden at bruge de rigtige historiske data, og beregner derefter forskellene mellem deres hindcasts og det faktiske klima fra fortiden. Ved at gentage processen indtil nu kan de forbedre nøjagtigheden af ​​deres modeller.

Indtil for nylig, prognoser for mellemtiden mellem vejrudsigter (som forudsiger op til to uger i fremtiden) og sæsonbestemte prognoser (som forudsiger flere måneder ud i fremtiden) havde været vanskelige at lave. Men klimaforskere bliver bedre til at modellere svingninger i tropisk vejr, snedække på bestemte tidspunkter af året og andre vejrfænomener, der påvirker vejret med to til fire ugers mellemrum.

I december 2016 IRI og Initiative on Extreme Weather and Climate arrangerede en konference om bestræbelserne på at tilbyde sandsynligheder for vejret mellem tidsrammen for vejrudsigter og sæsonudsigter, kaldet undersæsonbestemt til sæsonbestemt prognose. S2S-forudsigelsesprojektet, ledet af IRI seniorforsker Andrew Robertson, er en international indsats, der involverer World Climate Research Program og World Weather Research Program, som begge er sponsoreret af World Meteorological Organisation. Med en tagline om "at bygge bro mellem vejret og klimaet, "Projektets mål er at forbedre færdighederne inden for undersæson til sæsonbestemt prognose og fremme dets anvendelse.

"Der er mange applikationer til alle disse prognoser, " sagde Acharya. "IRI har et stærkt samarbejde med de afrikanske lande og sydasiatiske lande, hvor de faktisk bruger vores prognoser til at træffe deres landbrugsstyring [beslutninger]. Og de bruges til hydrologisk praksis i USA, Indonesien, Chile og andre lande. Også for skovbrandene i Indonesien - hvis du ved, at den næste sæson bliver meget tør med høje temperaturer, der er stor chance for skovbrande. Vi har også et tæt samarbejde med Røde Kors Klimacenter, som bruger vores prognose til sit tidlige varslingssystem, fordi vi giver en global prognose. Hvis personalet der ved, at der er stor risiko for oversvømmelse et sted, de er klar til det."

Traditionelle prognoser giver sandsynligheder for, at nedbør eller temperaturer inden for en bestemt tidsramme vil falde i en af ​​tre kategorier:over det normale, under normal eller næsten normal, men de angiver ikke, hvor langt over eller under det normale, påvirkningerne forventes at være.

"Når vi arbejder med interessenter, " sagde Acharya, "Det er ikke altid nyttigt at kun give tre kategorier af prognoser-over normalen, under normal og nær normal. For et tidligt varslingssystem, de har virkelig brug for prognoser for de ekstreme kategorier." Det er grunden til, at IRI udviklede, hvad det kalder fleksible temperatur- og nedbørsprognoser. Disse bestemmer sandsynligheden for, at temperatur eller nedbør vil gå ud over en bestemt percentil i gennemsnitsområdet for en region.

Acharya forklarede, hvordan de fleksible prognoser kan bruges, "For eksempel, da jeg er fra Indien, Jeg er interesseret i monsunerne. Jeg kan se på kortet over Indien og indsætte en højere værdi af nedbør et bestemt sted, fordi jeg leder efter ekstremer. Hvis jeg lægger det i, Jeg vil få sandsynligheden for at få den højere værdi af nedbør over tre måneder, der falder på den specifikke region."

Det er udfordrende at verificere prognoser, fordi de er givet som sandsynligheder og dermed altid indeholder en vis iboende usikkerhed. Imidlertid, siden 1997, hvor IRI begyndte at forudsige nedbør og temperatur, det har vist en stærk track record med dygtige prognoser.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu .