Forudsigelighed grænse:Forskere finder grænser for vejrudsigter

I fremtiden, vejrudsigter, der giver stormadvarsler og hjælper os med at planlægge vores daglige liv, kan komme op til fem dage før, før vi når grænserne for numerisk vejrudsigt, sagde forskere.

"Det indlysende spørgsmål, der er rejst helt fra begyndelsen af ​​hele vores felt, er, hvad er den ultimative grænse, hvormed vi kan forudsige det daglige vejr i fremtiden, "sagde Fuqing Zhang, fremtrædende professor i meteorologi og atmosfærisk videnskab og direktør for Center for Advanced Data Assimilation and Predictability Techniques i Penn State. "Vi mener, at vi har fundet den grænse og i gennemsnit at det er omkring to uger. "

Pålidelige prognoser er nu mulige ni til 10 dage ude for dagligt vejr på midten af ​​breddegrader, hvor størstedelen af ​​Jordens befolkning bor. Ny teknologi kan tilføje yderligere fire til fem dage i løbet af de kommende årtier, ifølge forskning offentliggjort online i Journal of the Atmospheric Sciences .

Forskningen bekræfter en lang hypotetiseret forudsigelighed grænse for vejrforudsigelse, først foreslået i 1960'erne af Edward Lorenz, en matematiker fra Massachusetts Institute of Technology, meteorolog og pioner inden for kaosteorien, sagde forskere.

"Edward Lorenz beviste, at man ikke kan forudsige vejret ud over en tidshorisont, selv i princippet, "sagde Kerry Emanuel, professor i atmosfærisk videnskab ved MIT og medforfatter af undersøgelsen. "Vores forskning viser, at denne vejrforudsigelighed horisont er omkring to uger, bemærkelsesværdigt tæt på Lorenz 'skøn. "

Uforudsigelighed i hvordan vejret udvikler sig betyder, at selv med perfekte modeller og forståelse af indledende forhold, der er en grænse for, hvor langt i forvejen nøjagtige prognoser er mulige, sagde forskere.

"Vi brugte state-of-the-art modeller til at besvare dette mest fundamentale spørgsmål, "sagde Zhang, hovedforfatter på undersøgelsen. "Jeg tror, ​​at vi i fremtiden vil forfine dette svar, men vores undersøgelse viser endegyldigt, at der er en grænse, selvom vi stadig har et betydeligt rum til at forbedre prognosen, inden vi når grænsen. "

For at teste grænsen, Zhang og hans team brugte verdens to mest avancerede numeriske vejrforudsigelsesmodelleringssystemer - The European Center for Medium Range Weather Forecasting og USA's næste generations globale forudsigelsessystem.

De gav et næsten perfekt billede af de indledende forhold og testede, hvordan modellerne kunne genskabe to virkelige vejrhændelser, en kold bølge i Nordeuropa og oversvømmelsesfremkaldende regn i Kina. Simuleringerne var i stand til at forudsige vejrmønstre med rimelig nøjagtighed op til cirka to uger, sagde forskerne.

Forbedringer i den daglige vejrudsigt har konsekvenser for ting som stormevakueringer, energiforsyning, landbrug og vilde brande.

"Vi har gjort betydelige fremskridt inden for vejrudsigter i de sidste årtier, og vi er i stand til at forudsige vejret fem dage i forvejen med stor tillid nu, "Sagde Zhang." Hvis vi i fremtiden kan forudsige yderligere dage med stor tillid, det ville have en enorm økonomisk og social fordel. "

Forskere sagde bedre dataindsamling, algoritmer til at integrere data i modeller og forbedret computerkraft til at køre eksperimenter er alle nødvendige for yderligere at forbedre vores forståelse af indledende forhold.

"At nå denne yderligere forudsigelighed vil kræve en koordineret indsats fra hele samfundet for at designe bedre numeriske vejrmodeller, at forbedre observationer, og til bedre at udnytte observationer med avanceret dataynmærkning og computerteknik, "Sagde Zhang.