Spørsmål:
Hvor mye lenger kan værvarslingsmodeller gå før grensene for Chaos Theory setter inn?
Graviton
2019-02-02 12:47:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Henvis til en rapport her som nevner den enorme fremgangen innen værvarslingsmodeller siden 1980-tallet:

Hvor mye bedre? “En moderne femdagersvarsel er like nøyaktig som en dagsvarsel var i 1980,” sier en ny avis, publisert forrige uke i tidsskriftet Science. "Nyttige prognoser når nå ni til ti dager inn i fremtiden." Kaos: Når nåtiden bestemmer fremtiden, men den omtrentlige nåtiden ikke omtrent bestemmer fremtiden. ( Wikipedia)

Jeg trodde for ti eller tjue år siden at nøyaktighetsnivået på 3-dagers værmeldinger skyldtes kaosteori, men det var visst 't.

Finnes det studier der værvarslingsmodeller er utsatt for følsomhet for innledende forhold, og undersøker hvordan Chaos Theory setter en øvre grense for nøyaktigheten til slike modeller? Basert på gjeldende modeller, hvor mye lenger kan værvarslingsmodeller også gå før grensene for Chaos Theory er satt inn?

https://earthscience.stackexchange.com/questions/14597/are-there-any-weather-services-that-provide-hourly-forecasts-beyond-7-days. Hjelper det?
det som er vanskeligst å fange i tropene, er variasjonen mellom sesongene. Så på skalaer på 3-5 dager kan vi være rimelig nøyaktige, og til og med det er bare mulig hvis vi har nøyaktige observasjoner som fôrer modellen. Jeg tror dyktighet er litt mer over midten av breddegrader (kanskje 7 dager), men utover det er det tvilsomt.
@gansub, jeg er redd nei. Ikke relevant
-https: //journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/MWR-D-13-00222.1 - "Ledetiden der tropisk vær blir uforutsigbar, er ikke kjent, men antas generelt å være kortere enn det for ekstratropisk vær "
foreslår at du deler spørsmålet - ett for tropene og et for midtbreddegrader.
@gansub, hvorfor kan ikke sette de to forholdene i ett svar? Jeg tror det nåværende spørsmålet er bra for nettstedet, siden det er mer Google-vennlig
Sa jeg at det ikke er et godt spørsmål for dette nettstedet? Det er perfekt på temaet. Alt jeg sier det er stort nok til å bli delt opp.
Jeg er ingen ekspert på hvordan kaos fungerer med slike ting ... men instinktet mitt er at selv om kaosteori betyr at modeller ikke kan være helt nøyaktige, er det kanskje ikke noen grense for * hvor * nøyaktige de kan være på mer enn å øke lineært nivåer av beregningskostnader. (vel, med mindre vi simulerer ting på molekylært nivå)
@SemidiurnalSimon - Innledende forhold kan ikke oppnås med fullstendig nøyaktighet. Det er usikkerhet under de opprinnelige forholdene. Derfor går vi med ensembleprognoser og sannsynligheter
En svar:
jamesqf
2019-02-04 00:15:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det er (i det minste) to faktorer involvert her, før vi til og med kommer til spørsmål om kaosteori. For det første, takket være værsatellitter og andre sensorforbedringer, kan vi måle startforholdene mye mer nøyaktig. (Man kan gjøre en halvveis anstendig 3-dagers prognose for vestkysten bare ved å øye på GOES West-bildene.)

For det andre har vi økt datakraften sterkt. Prognosemodeller (forenklet) fungerer ved å dele verden, eller deler av den, i et 3D-rutenett, bruke et sett med differensialligninger i rutenettet, forplante endringene til naboene, og deretter gå frem i tid for å gjenta prosessen. Jo finere du kan lage rutenettet, jo mer nøyaktig kan prognosen være. Men hvis du kutter størrelsen på en celle i to, må du gjøre åtte ganger så mye databehandling. Og hvis det tar lengre tid å gjøre beregningen enn det faktiske været, er det ikke mye som en prognose :-)

jobber for de midterste breddegradene jeg er enig. I tropene er den globale modellferdigheten fortsatt veldig dårlig. Jeg kan gi eksempel etter forekomst med ECMWF (visstnok den beste modellen der ute), men det ville være et annet spørsmål i seg selv.
@gansub: Det kan godt være et annet spørsmål, en av hvor godt teorien og ligningene til modellen faktisk beskriver virkeligheten. Jeg gjør bare modelleringen :-)
det er en del av OPs spørsmål. Hvor lenge inn i fremtiden før kaos begynner?
@gansub: Men begynnelsen av "kaos" er en annen sak enn å ikke implementere de riktige modellene. Det er egentlig ikke noe du kan beregne, i det minste AFAIK. Du kan alltid skyve grensene tilbake ved å måle dine opprinnelige forhold mer nøyaktig, og jobbe med et finere rutenett, men det hjelper ikke hvis selve modellen er feil. Tenk for eksempel på hvordan den Newtonske tyngdekraftsmodellen ikke kunne forklare Mercurys presesjon, uansett hvor nøyaktig observasjonene og beregningene var.
hvorfor skulle et endelig sett med ensemblemedlemmer (uansett hvor nøyaktig samplet) være representativt for virkeligheten?
https://en.wikipedia.org/wiki/Ensemble_forecasting Jeg refererer ikke til en eneste deterministisk prognose, men et ensemble.
Fra OPs lenke - "Den konvensjonelle visdommen var at værforutsigelse ville mette etter en uke eller så" fordi atmosfæren er kaotisk, fortalte Antonio Busalacchi, presidenten for University Corporation for Atmospheric Research, meg. Men "nye områder med prognoser ... virkelig ta en jord-system-vitenskapelig tilnærming. Det er ikke lenger bare [modellering] atmosfæren av seg selv. "
@gansub: Err ... Fordi det er slik universet fungerer? Kaos er ikke ren tilfeldighet: ensemble-løsningene klynger seg rundt tiltrekkere. Så hvis du legger inn et varierende utvalg av innledende forhold, og de alle klynger seg rundt sier "større snøstorm neste uke", så kan du være ganske trygg på at det vil snø. (Og du kan bare gjøre praktisk ensembleprognoser på grunn av økt beregningskraft.)
Foreslår du at det ikke er noen grense? At prognosene vil strekke seg lenger og lenger på ubestemt tid så lenge vi får mer nøyaktige innledende forhold og finere rutenett? Det burde ikke være tilfelle Hvis atmosfæren virkelig er et kaotisk system. Dessuten har ingen nevnt at i tillegg til usikkerhet under innledende forhold, er det uforutsigbare forstyrrelser som kan skje etter at prognosen var problematisk, som om jeg vinket med hånden eller grillet. Så selv perfekte innledende forhold er kanskje ikke nok til å lage en perfekt prognose år på forhånd.
@jamesqf - visse typer atmosfæriske strømmer er kjent for å være stabile og forutsigbare, og andre er ustabile og uforutsigbare. https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2003/16965-predicting-uncertainty-forecasts-weather-and-climate.pdf
@jamesqf i midten av breddegrader og absolutt over CONUS datainnsamling fra satellitter og overflateobservasjoner er presise, og derfor kan innledende forhold sies oppnås med høy nøyaktighet. I tropene hersker havene, og det er fremdeles en utfordring å produsere nøyaktige kart over vanndamp og vind.


ⓘ
Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 4.0-lisensen den distribueres under.
Loading...