Модели прогноза погоды — это компьютерные программы, которые могут помочь предсказать, какая погода будет в будущем, в любое время в будущем, от часа до десяти дней и даже нескольких месяцев вперед.
Модели прогнозирования погоды используют текущие наблюдения за погодой, собранные в тысячах мест (например, скорость ветра, направление ветра, температура воздуха, давление и т. д.), делают оценку текущей погоды для мест, где фактических данных нет, а затем используют математические и физические уравнения, чтобы предсказать, что произойдет в будущем.
Двумя наиболее известными глобальными погодными моделями являются модель Европейского Центра Среднесрочного Прогнозирования Погоды (European Center for Medium-Range Weather Forecast - ECMWF), также известная как модель «EURO», и модель Глобальной системы прогнозирования США ( United States' Global Forecast System - GFS).
Модель прогнозирования погоды GFS
GFS это модель прогнозирования погоды разработанная американскими ученными. В своих расчетах модель анализирует данные и просчитывает прогнозы для всего земного шара на период в 384 часа (16 дней). Разрешение модели - 13км, прогнозы обновляются 4 раза в день, модель GFS является бесплатной и общедоступной для широкого пользования.
Модель прогнозирования погоды ECMWF
Модель ECMWF разработана Европейским Центром Среднесрочного Прогнозирования Погоды, модель является коммерческим продуктом и ее стоимость, на момент написания этой статьи, составляет $250,000. Модель ECMWF так же как и GFS охватывает весь земной шар, срок прогноза меньше чем у модели GFS - 240 часов (10 дней), однако, разрешение модели выше - 9 км, т.е. модель является более детальной по сравнению с GFS. Модель обновляется 2 раза в день, и, согласно ряду исследований, является более точной по сравнению с моделью GFS.
Региональные модели прогнозирования погоды
COSMO-RU
В России используется модель прогнозирования погоды COSMO-RU в различных вариацих для различных регионов России, шаг сетки модели от 14 км до 2.2 км. COSMO-RU представляет собой негидростатическую модель прогнозирования атмосферы в ограниченном районе. В своей основе модель содержит математические уровнения которые просчитывают сжимаемые воздушные потоки во влажной атмосфере.
ALADIN и AROME
ALADIN — это консорциум, спонсируемый Météo-France и рядом стран Центральной и Восточной Европы. Модели ALADIN и AROME использует различный шаг сетки от 100 до 2.5 км, максимальный горизонт прогноза - 54 часа. Отличительной особенностью моделей является учет в расчетах химического состава атмосферы.
Skiron
Модель прогнозирования погоды Skiron разработана Университетом города Афины. Шаг модели состовляет 5 км, модель считается самой точной моделью для прогнозирования погоды в Средиземноморском регионе.
Использование данных моделей при составлении прогнозов погоды
Модели прогнозов погоды — это ориентир будующей погоды, но модели прогнозов — это только часть инструментария синоптиков. Для создания прогноза синоптики используют комбинацию моделей, опыт понимания погрешностей модели и знание основ метеорологии.
У каждой модели есть свои плюсы и минусы. Большинство синоптиков рассмотрят несколько моделей и при составлении прогноза принимают во внимание собственный опыт работы с моделями, относящийся к их региону.
Прогнозы, расчитанные на основе данных модели, обычно наиболее точны на период 1-5 дней, на более длительных временных промежутках они теряют точность. Это связано с хаотическим характером погоды, при котором очень небольшие неопределенности в текущем состоянии атмосферы оказывают «эффект бабочки» с течением времени.
За последние несколько десятилетий модели погоды стали более точными, но все еще далеки от совершенства. По мере совершенствования компьютерных технологий и научных знаний модели будут становиться все более и более сложными, что, вероятно, приведет к более точным прогнозам.