Boh ide k tomu, kto k nemu prichádza…

Prediktabilita atmosféry

Fyzikálne procesy v zemskej atmosfére a na zemskom povrchu sa síce riadia fyzikálnymi zákonmi, ale schopnosť tieto javy predpovedať je napriek tomu značne obmedzená. Je to dané predovšetkým tým, že dynamika atmosferických procesov je veľmi citlivá na počiatočné podmienky. Aj malá zmena počiatočného stavu dokáže niekedy vyvolať veľké zmeny na dlhších časových škálach. Odborne tomu hovoríme prediktabilita. Názorná ukážka prediktability predpovedanej ansámblovým systémom A-LAEF je demonštrovaná na obrázku(žiadne dve predpovede zo 17-členného ansámbla nie sú úplne identické). Čím menšie a kratšie trvajúce javy sa snažíme predpovedať, tým väčšia neurčitosť tam bude. Pri zvyšovaní priestorového rozlíšenia modelov sa preto v meteorológii stáva simulácia týchto neurčitostí čoraz dôležitejšou. Modely, ktoré s neurčitosťami pracujú, a teda nerobia čisto deterministické predpovede (“bude presne takto a nijako inak”), sa nazývajú ansámblové systémy. Neurčitosť pritom nie je iba v počiatočnom stave atmosféry, ale aj v samotnom predpovednom modeli, kedže žiadny model nepopisuje realitu dokonale. V meteorológii sme navyše limitovaní aj dostupným výpočtovým výkonom, lebo predpoveď treba spočítať v reálnom čase. Preto niektoré procesy musia byť v modeli zjednodušené alebo empiricky popísané (parametrizované), z čoho samozrejme pramenia ďalšie neurčitosti.

V novom ansámblovom systéme A-LAEF používame rôzne sofistikované metódy na simuláciu takýchto neistôt v počiatočných podmienkach aj v numerickom modeli, zatiaľ čo neurčitosť na hraniciach výpočtovej oblasti je predpísaná globálnym ansámblom z ECMWF. Simuláciu neurčitosti robíme väčšinou aplikovaním tzv. perturbácií (malých zmien) oproti pôvodným hodnotám meteorologických prvkov tak, aby boli zmysluplne zachované ich fyzikálne vlastnosti určené prírodnými zákonmi (hlavne zákon zachovania energie). Samotný ansámbel potom pozostáva z viacerých možných scenárov vývoja atmosféry a vo výsledku preto vieme pracovať s pravdepodobnosťou výskytu predpovedaného javu. Veľkou výhodou oproti klasickej numerickej predpovedi je, že ansámblový systém dokáže často zachytiť aj extrémne prejavy počasia, ktoré v konkrétnej deterministickej predpovedi môžu vďaka nižšej prediktabilite úplne chýbať.

Veľmo jednoduché, čo ….? každý musí pochopiť …:-))  :-))