สภาพอากาศซับซ้อนมากจนสามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำ นักพยากรณ์ต้องการข้อมูลที่ชัดเจนเกี่ยวกับสิ่งที่สภาพอากาศกำลังทำอยู่ในขณะนี้ กองพันทั่วโลกของเครื่องบิน เรือ สถานีตรวจอากาศ บอลลูน ดาวเทียม และเครือข่ายเรดาร์ส่งรายละเอียดในเกือบทุกด้านของบรรยากาศไปยังนักอุตุนิยมวิทยา “ในธุรกิจอุตุนิยมวิทยา เราจะนำข้อมูลทั้งหมดที่เราหามาได้” Rothfusz กล่าวการวัด เช่น ความกดอากาศ อุณหภูมิ ความเร็วลม และความชื้นที่ป้อนลงในซอฟต์แวร์การดูดซึมข้อมูลที่รวบรวมการสร้างบรรยากาศสามมิติขึ้นใหม่ ในกรณีที่ไม่มีการวัด ซอฟต์แวร์จะใช้ข้อมูลใกล้เคียงเพื่อเติมช่องว่างอย่างชาญฉลาด
เมื่อการสร้างใหม่เสร็จสมบูรณ์ คอมพิวเตอร์จะกดไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว
การคำนวณเชิงตัวเลขจะจำลองพฤติกรรมในอนาคตของบรรยากาศเพื่อทำนายสภาพอากาศล่วงหน้าเป็นชั่วโมงหรือเป็นวัน ตัวอย่างเช่น คาดว่าอากาศอุ่นที่ชื้นและอุ่นขึ้นอาจควบแน่นเป็นเมฆพายุและพัดจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณความกดอากาศต่ำ
เป้าหมายคือการให้คำทำนายที่มีประโยชน์หรือ “มีฝีมือ” กล่าวกันว่าการพยากรณ์จะมีทักษะ หากการคาดการณ์นั้นแม่นยำกว่าค่าเฉลี่ยในอดีตสำหรับพื้นที่นั้นในวันนั้น แม้แต่การใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยและเครือข่ายสถานีตรวจอากาศทั่วโลก นักอุตุนิยมวิทยาก็สามารถให้การคาดการณ์ที่มีทักษะได้เพียงสามถึง 10 วันข้างหน้าเท่านั้น หลังจากนั้น คอมพิวเตอร์มักจะกลายเป็นตัวทำนายที่แย่กว่าค่าเฉลี่ยในอดีต
นักอุตุนิยมวิทยาหลายคนเชื่อว่าข้อจำกัดนี้จะไม่ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในเร็วๆ นี้ ปัญหาเกิดจากนกทะเลสุภาษิต (หรือผีเสื้อ ขึ้นอยู่กับการเล่าเรื่อง) ในปีพ.ศ. 2504 นักคณิตศาสตร์และนักอุตุนิยมวิทยาเอ็ดเวิร์ด ลอเรนซ์ค้นพบว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสภาวะเริ่มต้นของระบบสภาพอากาศ
เมื่อเล่นเป็นระยะเวลานานเพียงพอ อาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างมาก
ในการนำเสนอเมื่อสองปีต่อมา ลอเรนซ์ได้อ้างถึงเพื่อนนักอุตุนิยมวิทยาคนหนึ่งซึ่งเคยตั้งข้อสังเกตว่าถ้าทฤษฎีความโกลาหลนี้เป็นจริงแล้ว “ปีกนกนางนวลเพียงปีกเดียวก็เพียงพอแล้วที่จะเปลี่ยนเส้นทางของสภาพอากาศไปตลอดกาล”
กว่าห้าทศวรรษต่อมา นกที่ปัดฝุ่นเหล่านั้นยังคงทำให้นักพยากรณ์อากาศปวดหัว ยิ่งนักอุตุนิยมวิทยาที่อยู่ข้างหน้ามองไปในอนาคตมากเท่าไหร่ การคาดการณ์ของพวกเขาก็จะยิ่งยุ่งเหยิงไปด้วยความไม่แน่นอนเล็กๆ น้อยๆ ที่ก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เช่น การวัดที่ไม่แม่นยำ ปรากฏการณ์บรรยากาศขนาดเล็ก และเหตุการณ์ที่อยู่ห่างไกล
ดังนั้น ในตอนนี้ จุดที่น่าจะทำการปรับปรุงได้มากที่สุดคือการปรับการคาดการณ์ในระยะสั้น ก่อนที่ความโกลาหลจะมีโอกาสเกิดขึ้น งานวิจัยแนวนี้เรียกว่าการพยากรณ์ที่แม่นยำ มีเป้าหมายเพื่อให้มองเห็นภาพในระยะใกล้ได้เร็วและมีรายละเอียดมากขึ้น อนาคต. แต่ก่อนอื่นนักวิจัยต้องการกล้ามเนื้อคอมพิวเตอร์มากพอที่จะดึงมันออก
กระทืบตัวเลข
แม้ว่านักพยากรณ์จะมีความรู้ความสามารถรอบด้านเกี่ยวกับสภาพอากาศและสมการทางคณิตศาสตร์ที่เลียนแบบพฤติกรรมของชั้นบรรยากาศได้อย่างสมบูรณ์ แต่ก็คงไม่เกิดประโยชน์อะไรหากคอมพิวเตอร์ที่กดตัวเลขเหล่านี้ไม่ถึงกับดับ
นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Mark Govettจาก Earth System Research Laboratory ของ NOAA กล่าวว่า “นักวิทยาศาสตร์มักไม่ถูกจำกัดด้วยจินตนาการ แต่ด้วยพลังการคำนวณที่มีอยู่
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เช่นเยลโลว์สโตน (แสดง) ที่ศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจและคาดการณ์สภาพอากาศ
CARLYE CALVIN/UCAR
เพื่อให้ระบบพยากรณ์ทำงานได้ในโลกแห่งความเป็นจริง ระบบจะต้องรวดเร็ว คอมพิวเตอร์ควรจะสามารถทำงานผ่านการดูดซึมข้อมูลและการจำลองสภาพอากาศได้ในเวลาเพียงหนึ่งในร้อยของเวลาที่คาดการณ์ล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น หากนักอุตุนิยมวิทยาต้องการพยากรณ์อากาศล่วงหน้าหนึ่งชั่วโมง การคำนวณควรจะเสร็จสิ้นภายในเวลาไม่ถึง 36 วินาที การจำกัดเวลานี้หมายความว่านักอุตุนิยมวิทยามักจะต้องลดความซับซ้อนของการจำลอง แลกเปลี่ยนความแม่นยำเพื่อความรวดเร็ว “หากต้องใช้เวลาสองวันในการพยากรณ์อากาศของวันพรุ่งนี้ ทุกคนก็ไม่มีประโยชน์” ซิ หลิว วิศวกรคอมพิวเตอร์ แห่ง Texas Advanced Computing Center ในออสติน กล่าว
credit : sociedadypoder.com gradegoodies.com goodtimesbicycles.com sweetretreatbeat.com bipolarforbeginnersbook.com acknexturk.com tjameg.com solutionsforgreenchemistry.com thetrailgunner.com inthecompanyofangels2.com
