为什么科学家们不能准确地预测天气吗?

是的,我们知道很难保持阳光灿烂的微笑在你的脸当你欺骗所有的变量进入一个精确的天气预报。
乔治·道尔/盖蒂图片社

虽然大多数科学家们尊敬让我们复杂的宇宙感(爱因斯坦几乎是一个英雄),气象学家经常面对嘲笑。18新利最新登入我们怎么能把一个人送上月球或预言行星校准提前几年,但仍无法放在一起准确的天气预报?

首先,给应得的学分:天气预报已经明显提高了游戏在过去的20年。为期三天的预测他们今天交付比一天预测他们20年前交付。他们也更好的装备提供先进的恶劣天气警告,翻倍的交货期龙卷风警告和给人们一个额外的40分钟逃离闪光洪水

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现代气象学家不会那么准确数值预测利用数学方程来预测天气。这样的预测需要强大的计算机和大量的观测数据收集从陆地,海洋和空气。一个气象站永远无法收集如此多的信息。18luck手机登录相反,全球成千上万的电台及其数据汇集有关。一些电台——地面风仪表(气象学家所说的风速计),雨水收集器和温度传感器,与所使用的业余气象观察家。其他人躺在远离中国海岸,绑在浮标。还有一些乘坐商业航班或航运船只,收集天气数据作为乘客和货物从A点移动到b点。最后,气象卫星和气球从大气的上游地区提供信息。18luck手机登录卫星在太空拍摄地球的天气从他们的轨道,而气球监控高空数据在一个特定的位置。

总的来说,所有这些传感器和仪表生产超过100万每天天气观测。普通计算机——你在当地的电子商店购买,会被所有这些数据。幸运的是,气象学家可以依靠超级计算机,crazy-fast机器每秒执行数百万的计算。在美国,这些电脑被安置在国家环境预报中心(NCEP),位于营地温泉,Md,天气观测流到一台超级计算机的大脑,它使用复杂的数学模型预测,基于传入的数据,天气条件可能随时间改变。18新利最新登入计算机的输出形式的基础上几乎每一个预测全美广播电台和电视频道。

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部分多云和混乱的机会

尽管我们尽了最大努力在预测天气,市区附近这样的场景——田纳西州的纳什维尔举行的之后,在2010年5月7日,坎伯兰扭升至超过70年的最高水平,保持我们的未来的一部分。
杰夫根特纳/盖蒂图片社

你可能会认为美国国家环境预报中心的超级计算机不可能犯错误,但即使他们的能力没有的巨大挑战天气预测。这是因为他们必须考虑几个大规模的现象,每一个都是由多个变量和因素。例如,他们必须考虑如何18新利最新登入太阳将热地球的表面,将形成风和气18新利最新登入压差异如何water-changing阶段(从冰到水或蒸汽)会影响能量的流动。他们甚至试图计算空间地球自转的影响,这动作下的地球表面的大气层。小的变化在任何一个变量在其中任何一个复杂的计算可以深刻影响未来的天气。

在1960年代,麻省理工学院气象学家名叫爱德华的洛伦茨想出了一个恰当的描述这个问题。他称之为蝴蝶效应,他指的是亚洲的一只蝴蝶扇动它18新利最新登入的翅膀如何彻底改变纽约的天气。今天,洛伦兹的父亲混沌理论,一套科学原理描述高度复杂的系统,比如天气系统,初始条件的微小变化,从根本上改变最终的结果。因为混乱,是有限度的准确的天气预报。18新利最新登入洛伦茨设置这个限制在两个星期。

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现代气象学家使用最先进的技术和技术控制混乱,等集合预报由几种预测,基于每一个稍微不同的起点。如果每个预测整体看起来是一样的,然后天气可能会“表现”。If any prediction looks radically different, then the weather is more likely to "misbehave."

气象学家也依赖于多普勒雷达更有效地监控天气条件和改善预测。多普勒雷达需要发射机发射无线电波向天空。海浪袭击大气对象和反弹。远离发射机返回不同类型的波比云朝着发射机。计算机的雷达反射无线电波的数据转换成图片显示云覆盖和乐队的降水、风速和方向。18新利最新登入

由于这种技术,气象学家现在可以预测天气比以前更好,尤其是当他们限制展望未来多远。18新利最新登入例如,12小时,气象学家提供相当可靠的一般条件和趋势预测。不幸的是,由于混乱,他们将永远无法完全肯定地预测天气,这是惊喜暴风雨,龙卷风和暴雨洪水的降雨——继续摧毁社区没有警告。18新利最新登入出于这个原因,最好带伞,即使在阳光明媚天预测。

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更大的链接

  • 染料,李。“我们能控制天气吗?也许吧。”ABC News. Aug. 3, 2005 (June 29, 2010)http://abcnews.go.com/Technology/DyeHard/story?id=1001079&page=1
  • 不妥,Richard。“预测没有野餐。”Scientific American Presents Weather: What We Can and Can't Do About It. Spring 2000.
  • 罗森菲尔德,杰弗里。“咆哮的蝴蝶。”Scientific American Presents Weather: What We Can and Can't Do About It. Spring 2000.
  • 威廉姆斯,杰克。天气的书。古典书籍,1997年。
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