از حال بینی تا آینده بینی

پیش بینی یا به اصطلاح Forcasting از پیش بینی های کوتاه مدت یا به اصطلاح Nowcasting شروع می شود در این پیش بینی از صفر تا دو یا سه ساعت آینده می توان وضع آب و هوا را پیش بینی کرد

پیش‌بینی یا به اصطلاح Forcasting از پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت یا به اصطلاح Nowcasting شروع می‌شود. در این پیش‌بینی از صفر تا دو یا سه ساعت آینده می‌توان وضع آب و هوا را پیش‌بینی کرد. یعنی پیش‌بینی از حال‌بینی شروع می‌شود و به پیش‌بینی کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت می‌رسد.

پیش بینی ها می تواند چند ساعته، چند روزه تا یک هفته ای، دو هفته ای، بیش از دو هفته، ماهانه و فصلی باشد. پیش بینی های ماهانه و فصلی همان پیش بینی های Seasonal Forcasting است که درباره مسائل اقلیمی است. در مراکز پیش بینی درباره پیش بینی کوتاه مدت و میان مدت یعنی از چند ساعت تا چند روز، مطالعات و فعالیت های گسترده انجام می شود.

برای این کار به داده هایی نیاز است. بخشی از این داده ها از ماهواره، بخشی از دیده بانی های ایستگاه های زمینی و بخش دیگری نیز از رادارهای هواشناسی تامین می شود. حجم عظیمی از داده باید ساعت مشخصی در اختیار پیش بین ها و کارشناسان قرار گیرد. داده های ماهواره ای از طریق ماهواره های جهانی معروف به Meteosat استخراج می شود. ماهواره ای که مرکز پیش بینی سازمان هواشناسی از آن تغذیه و تصاویر را دریافت می کند، از ماهواره های نسل اول موسوم به Meteosat۷ است که ماهواره نسبتا قدیمی اروپایی هاست.

این ماهواره روی اقیانوس هند قرار دارد. بیشترین قدرت تفکیک این ماهواره پنج کیلومتر است که درست در نقطه زیر ماهواره در اقیانوس هند قرار دارد. در خیلی از کشورهای توسعه یافته از ماهواره ای به نام Low Earth Orbit استفاده می شود که مانند ماهواره های ناسا در مدارهای پایین پرواز می کند.

این ماهواره تفکیک مکانی بالایی دارد، اما تفکیک زمانی آن بالا نیست و هر ۱۲ ساعت یکبار از یک نقطه عبور می کند، چراکه حول محور قطبی می گردد. برخلاف آنها ماهواره های زمین ثابت در یک نقطه در فضا ثابت هستند و در فاصله ۳۶ هزار کیلومتری مدام از زمین عکسبرداری و تصاویری ارسال می کند. این ماهواره تفکیک زمانی بالایی دارد چون دائم روی یک نقطه ثابت است، اما تفکیک مکانی خوبی ندارد چون از فاصله دور پدیده ها را رصد می کند. بهتر است از داده های هر دو ماهواره در کنار هم استفاده کنیم تا بتوانیم به اطلاعات ارزشمندی دسترسی داشته باشیم.

به طور مشخص در دنیا چهار بار در شبانه روز و سر ساعت ۶ ، ۱۲ و ۱۸ به وقت گرینویچ داده ها دریافت ، آنالیز و پس از گذشت یک یا دو ساعت نقشه هایی استخراج می شود که به آن نقشه های همدیدی گفته می شود که یک موج همدیدی را می توان در آن تشخیص داد. این موج می تواند انحنا داشته باشد یا ناوه یا پشته باشد که هر کدام از این موج ها تاثیر خاص خودشان را دارند.

بر این اساس می توان الگوی جو را درآورد و با توجه به شناختی که از الگوی جو وجود دارد، وضع آب و هوا را در روزهای آینده پیش بینی کرد. البته برای پیش بینی باید وضع جاری شناخته شود و وضع آینده را نیز که با استفاده از رهیافت فیزیکی به دست آمده و از طریق مدل های عددی اجرا می شود، مدنظر قرار داد. با استفاده از داده های دریافتی، مدل عددی اجرا و جو برای آینده شبیه سازی می شود. باید پارامترهای مختلف جوی را مورد توجه قرار داد. مثلا این که الگوی فشار در آینده یا الگوی دما چگونه تغییر می کند، از پارامترهای مهم در پیش بینی هاست.

با استفاده از رهیافت های فیزیکی این تغییرات تخمین زده می شود و پیش بین باید این تخمین ها و تغییرات را مدنظر قرار دهد و چیزی را که فکر می کند درست است به عنوان پیش بینی صادر کند. یعنی پیش بینی ها صرفا خروجی مدل محض نیست. البته پیش بین فقط در یک بازه زمانی ۲۴ تا ۴۸ ساعته می تواند دخالت مثبت داشته باشد و به این ترتیب تاثیر نظر پیش بین در مدل های عددی بهتر می شود، اما بعد از ۴۸ ساعت تا سه روز و یک هفته معمولا خروجی های مدل مبنای پیش بینی است. ذهن انسان تا این اندازه پیچیده نیست که بتواند در این شرایط همه تغییرات آینده را پیش بینی و محاسبه کند و تاثیر آن را در خروجی مدل ها ببیند و این روند در همه دنیا مشابه است.