Snö på marken efter en vinterstorm. Kredit:NASA Goddard MODIS Rapid Response
Det var mars 2017, och en vinterstorm vid namn Stella lovade att leverera upp till en och en halv fot snö till New York City och delar av New Jersey. Tjänstemän sköt ut snöstormsvarningar, vilket tyder på att staden var under överhängande snöbelägring.
Men bara 7 tum föll. Då-gov. Chris Christie sprängde prognosmakare. "Jag vet inte hur mycket vi ska betala dessa väderkillar, ", sa han. "Jag har blivit mätt på National Weather Service efter sju och ett halvt år."
För alla som följer vädret, prognoser för stora stormar är ibland fortfarande berg-och-dalbana – med plötsliga förändringar i spår eller intensitet. Som en meteorolog som förutspår för en stor stadsmarknad, Jag kan intyga frustrationen. Varför kan vi inte få det rätt varje gång, med tanke på den här eran av väderdata dygnet runt, dussintals satellit- och sofistikerade datormodeller? Svaret ligger i särdragen mellan de mest populära prognosmodellerna.
Kampen om modellerna
Datorprognosmodeller har blivit stöttepelaren i väderprognoser över hela Nordamerika och många andra delar av världen. Kör på snabba superdatorer, dessa sofistikerade matematiska modeller av atmosfären har blivit bättre under de senaste årtiondena.
Mänsklig prognosförmåga har förbättrats med ungefär en dag per decennium. Med andra ord, dagens fyradagarsprognos är lika exakt som en tredagarsprognos var för ett decennium sedan.
Prognosmakare i USA undersöker rutinmässigt flera modeller, men de två mest diskuterade är den amerikanska och den europeiska. När modellerna är oense om spåret av en stor storm, prognosmakare måste ofta välja vilket de anser är mest korrekt. Detta beslut kan göra eller bryta en kritisk prognos.
De flesta meteorologer är överens om att den europeiska modellen är den skickligaste. Detta cementerades i mars 1993, när den korrekt förutspådde spåret och intensiteten för en historisk Nor'easter. Kallas "Århundradets storm, Stormen släppte ett täcke av tung snö från Gulf Coast till norra spetsen av Maine.
Stormen var en milstolpe för vad som kallas medeldistansprognoser, eller prognoser gjorde tre till sju dagar ut. Den europeiska modellen spikade förutsägelsen fem dagar i förväg. Det innebar att tjänstemän kunde utropa undantagstillstånd innan de första flingorna någonsin flög.
Spola framåt till 2012, och euron gjorde fortfarande korrekta samtal på stora, dramatiska stormar. Men den här gången, ledtiden gick längre än åtta dagar. Stormen var orkanen Sandy, en massiv atlantstorm. Mer än en vecka i förväg, den europeiska modellen förutspådde en udda joggning västerut i Sandys spår, medan den amerikanska modellen böjde det österut och ofarligt bort från östkusten. Poäng:ytterligare en stor seger för européen.
Prognoserna före orkanen Sandy var oense om stormens spår. Kredit:National Hurricane Center
Europeisk kontra amerikansk
Varför gör européen det så bra, jämfört med sin amerikanska motsvarighet?
För en, den körs på en kraftfullare superdator. Två, den har ett mer sofistikerat matematiskt system för att hantera atmosfärens "initialförhållanden". Och tre, det har utvecklats och förfinats vid ett institut vars enastående fokus ligger på väderförutsägelser på medellång räckvidd.
I USA., den amerikanska modellen med medeldistans är en del av en svit med flera modeller, inklusive flera kortdistansprediktionssystem som körs så ofta som varje timme. Tiden, intellektuellt fokus och kostnader delas mellan så många som fyra eller fem olika typer av modeller.
Allmänheten har hört talas om den europeiska modellens segrar. Men prognosmakare vet också att den amerikanska modellen är ganska skicklig; det har haft sin del av vinster, om än mindre uppmärksammat. En av dessa var Winter Storm Juno, en Nor'easter från 2015 som allvarligt påverkade New Englands kust. Prognosmakare skickade ut en allvarlig varning för 24 till 36 tum snö över hela New York City. I ett aldrig tidigare skådat drag, Borgmästare Andrew Cuomo stängde av tunnelbanesystemet i förväg, ett drag aldrig gjort för en förestående snöstorm.
Den här domedagssnöprognosen baserades på europeisk modell. Den amerikanska modellen förutspådde att stormen skulle förskjutas cirka 50 miles längre österut - flytta den stora dunken av snö bort från själva staden. I verkligheten, Juno tog det här spåret österut och Central Park slutade med "bara" 10 tum – en betydande mängd om snö, men inte en förlamande 2 till 3 fot. De onödiga ekonomiska förlusterna från stadens avstängning var enorma, sätta meteorologer i försvar.
I fallet med vinterstormen Stella, den amerikanska modellen förutspådde kraftigt snöfall. Men en kortdistansmodell kallad North American Model förutspådde korrekt ett stormspår 50 till 100 miles längre österut.
Förutsäga vädret
Allt handlar om detta:Väderprognosmakare har många val för prediktiva modeller. Konsten att prognostisera är baserad på många års erfarenhet av varje modell, lära sig de unika fördomarna och styrkorna hos var och en. National Weather Service och andra prognosutrustning har gjort framsteg för att bättre kommunicera prognososäkerhet, med tanke på den inneboende spridningen i modellerna. Men det handlar ändå ofta om den där magkänslan:europeisk eller amerikansk?
Forskare vidtar åtgärder för att förbättra USA:s medeldistansväderförutsägelser genom att fördubbla datorhastigheten och justera hur modellen får in data. Företag som Panasonic och IBM har tagit sig in på arenan med sina egna nya väderprognoser.
Sålänge, medan vi väntar på att den amerikanska modellen ska "komma ikapp" den europeiska skickligheten, det finns några sätt som människor kan lära sig att dechiffrera prognosmeddelandet. Individuella modellkörningar är mindre skickliga efter cirka fem dagar; det du letar efter är konsistens från kör till körning. Också, söka efter prognoser som ramar in den prediktiva osäkerheten. Till exempel, en prognos kan föreslå alternativa scenarier för en kommande snöstorm:en 20 procents chans på upp till 15 tum, eller 20 procents chans att bara 4 till 6 tum faller.
Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.