混乱的野兽,可能是:古怪的天气和气候预测 2017-04-02 06:13:03

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“预测非常困难特别是关于未来” - 尼尔斯物理学家和1922年诺贝尔奖获得者尼尔斯玻尔说过,你知道吗

我认为那个家伙正在那里做些什么,特别是在季节性气候展望方面

在过去的12个月里,我们已经看到了 - 今天Tonight喜欢在采访我自己和澳大利亚气象局的同事时描述它 - 真正的野生但是没有人告诉你这种古怪是天气和气候的结合而且,尽管所有人都要求提前几个月对每个人的城镇/农场/水坝进行精确的天气预报,但它永远不可能为什么

好吧,首先,让我们把天气和气候的事情排序顺便说一句:气候就是你所期望的,天气就是你得到的而且确实就是这样 - 气候只是天气随时间的平均但是当它到来时气候预测 - 在这种情况下我们谈论季节性预报 - 你可以为天气做什么和你可以为气候做些什么之间存在一些根本区别预测天气和预测气候实际上是完全不同的野兽当然,他们都使用石油Fortran代码的大型计算机和厚厚的电话簿(是的,Fortran,对于那些躲在后面的人来说 - 它仍然是最快的浮点运算语言)但是分歧在于如何做出预测气候是关于力量的全部不是“ F = ma“类型的力量,而是推向一个状态(如澳大利亚的潮湿和凉爽)或另一个想想太阳 - 这是你的经典气候驱动因素当它从头顶移动在北半球到南半球的头顶,它“强迫”气候变化因此我们每年都会得到季节事实上,你可以说你墙上的日历是你自己的气候模型 - 这有多酷

因此,当谈到产生季节性气候展望时,需要注意的重要事项是气候驱动因素对我自己和同事来说,最大的问题是海洋,因为它们储存了大量的热量(以及“可蒸发的”水分),并将在转向强迫大气层采取这样或那样的方式因此,对于气候预测,我们会问:“太平洋是否比正常温暖或凉爽

”换句话说,我们有厄尔尼诺现象,中性还是拉尼娜

澳大利亚周围的海面温度是否更暖或更凉

什么是印度洋的状态

所有这些因素(以及更多)将试图迫使气氛从其平均状态稍微改变这些驱动因素和它们的力量被称为“边界条件”,因为它们设定了前一季可能的极限看看发生了什么在2010年雨季,珊瑚海非常温暖 - 典型的拉尼娜现象 - 推动该地区被认为对于靠近昆士兰海岸的热带气旋开发“有利”结果如何

热带气旋Tasha,安东尼,然后是大人物,Yasi都尽力破坏阳光状态的夏天为了突出边界条件可以做的事情,热带气旋在LaNiña事件期间的一个湿季中曾多次越过昆士兰海岸天气预报怎么样

有了天气预报,虽然边界条件是正确的很重要,但最重要的是你的初始值这是你可以从手动观察,卫星,浮动浮标的每个地方插入模型的数据,飞机,船舶,自动气象站,海洋滑翔机,雷达,气象气球 - 所有这些都可以在精确的时间描绘出大气层及其天气的三维当前状态的极其详细的图像现在,天气正好一个混乱的野兽,这些观察中的任何小错误都有可能变成大的 - 就像蝴蝶在亚马逊上扇动翅膀,一周之后在印度上空飓风好吧,这有点拉伸,但从根本上说这就是混乱所说的可能会发生:一连串不断增加的错误/影响因此,如果你的物理权利正确(就像气候展望一样)并且你有很好的初始条件,那就是“chao” s“(或错误的爆炸)最小化了几天,我们可以在很小的时间和空间尺度上获得非常好的预测但是这只会持续几天 典型的准确度大约是一周,或者大约是从一种天气模式循环到下一个天气模式所需的时间

气氛“忘记”一周前发生的事情并开始降低自己的快乐路径所以如果它是十亿 - 为了准确预测几个月内某一天会发生什么,我们怎么能相信季节性预测呢

好吧,我的同事想出了一个很好的比喻拿一把锤子拿一个花瓶一起敲打它们你会得到什么

牧牛犬的狗可以告诉你答案是一个破碎的花瓶(这是气候预测位;已知的力量/司机/边界条件给出了一个非常可预测的,一般的结果:一个前花瓶)但是波尔教授最聪明的猫头鹰无法我希望能告诉你每一块陶器的碎片将会落在哪里这几乎是不可能的(好吧,除非你知道宇宙中每个粒子的确切位置和力量 - 然后它是一个轻而易举的事)无法预测每一块土地都不会低估锤子是花瓶的天敌这一事实同样,只是因为你无法准确预测五周后(或甚至五天时间)特定星期四下雨的地方),这并不意味着我们无法预测那个月或季节通常会发生什么

任何体面的气候展望值得它的Fortran代码将作为概率给出

研究表明,充其量只有我们年度季节性气候的70%是可预测的;另外30%是混乱的随机(风雨)的东西(它必定是偶尔会出现“错误”的少数几个领域之一,只是必须警察)一个典型的气候预测将计算有60%的几率下雨下个赛季在一般地区比正常情况这有帮助吗

好吧,我们知道随着时间的推移,这样或那样的对冲会让你最终获胜想想这样 - 欧洲轮盘赌轮有一个“0”,18个红色和18个黑色插槽如果你只打赌一种颜色和获胜的奖金是双倍,赌场最终仍然会赢,因为他们有0(实际上,当考虑赔率和支出时,赌场有大约27%的优势)赌场知道它总会成功如果足够频繁地玩这个游戏就能获得利润气候预测可以给你带来27%的更好的赔率,并且在一段时间内明智地使用,将带来优势并最终获得整体胜利

在变化的气候中,优势是我们所有人需要这导致我宣称以下内容:“预测是非常困难的,特别是关于未来,但至少我们已经让伟大的计算机摆脱了可能性” - 安德鲁·沃特金斯,2012年(不要以为这会赢得诺贝尔奖)虽然)