Metody prognozowania pogody

metoda "bez zmian", metoda trendu, metoda klimatyczna, metoda analogii, metoda numeryczna
zobacz także: komputerowe modele prognostyczne, ludowe oznaki zmian pogody, prognozy długoterminowe, wskazówki meteorologa amatora 

Pogodę przewidzieć można stosując różne metody. To jaką wybierze synoptyk, zależy od jego doświadczenia, od ilości danych jakimi dysponuje, od złożoności sytuacji pogodowej oraz od stopnia trafności jaki jest wymagany dla danej prognozy.

Metoda "bez zmian"

Najprostszą metodą prognozowania pogody jest metoda "bez zmian" (to nie jest żart). Zakłada się, że pogoda w okresie czasu na jaki jest sporządzana prognoza pozostanie taka sama jak w momencie sporządzania prognozy. Na przykład, jeśli mamy słoneczny dzień z temperaturą 25 st. C, prognoza na następny dzień przewiduje słońce i temperaturę równą 25 st. C. Jeśli dzisiaj spadło 50 mm deszczu, wg tej metody jutro opad będzie wynosił 50 mm.

Taka metoda prognozowania jest stosowana kiedy elementy pogodowe zmieniają się bardzo wolno, dlatego kiedy warunki atmosferyczne wykazują dużą dynamikę staje się zawodna.

Taki sposób prognozy wykorzystuje się nie tylko przy prognozowaniu krótkoterminowym, ale również do prognozowania szeroko pojętych warunków pogodowych czy klimatycznych. Na przykład, prognozuje się, że po gorącym i suchym miesiącu nastąpi również suchy i gorący. Niektóre z metod prognozowania np. numeryczna dają prognozę na nie dłużej niż 10 dni, a to sprawia że metoda "bez zmian" jest godną zastosowania jeśli chodzi o prognozy długoterminowe.

Metoda trendu

Znając prędkość i kierunek przemieszczania się elementów pogodowych takich jak fronty, układy baryczne, obszary zachmurzenia czy opadów, można przewidzieć w jakim miejscu znajdą się owe elementy w danym czasie. Załóżmy, że niż jest jakieś 1600 km na zachód od miejsca, dla którego sporządzamy prognozę, i porusza się na wschód z prędkością 400 km na dzień, stosując metodę trendu (a tak naprawdę czystą matematykę) można przewidzieć, że znajdzie się w danym miejscu za cztery dni: 1600 km / 400 km na dzień = 4 dni.

Metodę tą często stosuje się do prognozowania krótkoterminowego rzędu kilku godzin np. opadów. Na przykład, jeśli wiemy że burza jest oddalona o 100 km na północ i porusza się w kierunku południowym z prędkością 50 km/h łatwo przewidzieć, że dotrze do danego miejsca za dwie godziny.

Weźmy inny przykład: linia frontu chłodnego w ciągu ostatnich 24 godzin przesunęła się o 1500 km, stosując metodę trendu można by przewidzieć, że w ciągu następnych 24 godzin przemieści się o następne 1500 km w dotychczasowym kierunku. A co jeśli front zwolni (przyspieszy), może nawet zatrzyma się, co jeśli zmieni kierunek i intensywność - tutaj metoda trendu staje się zawodna, ponieważ odnosi się ona do sytuacji kiedy dany element pogodowy przemieszcza się z jednakową prędkością i w tym samym kierunku przez dłuższy czas.

Metoda klimatyczna

Metoda ta jest bardzo prosta. Podstawą do sporządzenia prognozy są tutaj dane klimatyczne gromadzone przez wiele lat. Na przykład, jeśli chcemy przewidzieć pogodę w Warszawie 4 lipca wyliczamy średnią warunków atmosferycznych dla Warszawy z ubiegłych lat biorąc tylko te z 4 lipca. Jeśli prognozujemy opady to obliczamy średnią z opadów, które wystąpiły 4 lipca w poprzednich latach; podobnie postępuje się przy prognozowaniu temperatury. Załóżmy, że średnia temperatura wynosi 18 st. C, a średnia suma opadów dla tego dnia 2,7 mm - prognoza sporządzona metodą klimatyczną będzie przewidywać na dzień 4 lipca w Warszawie 18 st. C i opad równy 2,7 mm. Metoda klimatyczna spełnia swoją rolę, gdy aktualna sytuacja pogodowa jest typowa dla danej pory roku; kiedy jednak sytuacja synoptyczna jest nietypowa metoda ta staje się zawodna.

Metoda analogii

Metoda ta jest bardziej skomplikowana od poprzedniej. Aktualna sytuacja synoptyczna porównywana jest z podobną, która wystąpiła w przeszłości i znając przebieg tamtejszej można założyć, że i pogoda w dniu, na który prognozuje się będzie zachowywała się podobnie. Nazwa metody jest oczywista gdyż przez analogię właśnie sporządza się prognozę. Załóżmy, że mamy upalny dzień i zbliża się chłodny front atmosferyczny. Pamiętamy podobną sytuację, jaka wystąpiła tydzień temu (upalny dzień z nadciągającym frontem chłodnym) i ponadto wystąpiły popołudniowe burze. Stosując metodę analogii można przewidzieć, że i w obecnej sytuacji po południu wystąpią burze.

Metoda analogii nie jest łatwa w użyciu, gdyż bardzo trudno jest znaleźć najbardziej podobną sytuację w przeszłości, a znalezienie takiej samej jest niemożliwe. Bardzo rzadko elementy pogodowe (układy baryczne, fronty) formują się w takich samych miejscach i podążają tą samą drogą; nawet najmniejsza różnica między sytuacją obecną a tą analogiczną do niej może sprawić, że metoda analogii stanie się zawodna; jednakże jej dokładność wzrasta z czasem gdyż jest coraz więcej danych opisujących aktualną sytuację i prawdopodobieństwo znalezienia właśnie tej najbardziej podobnej z przeszłości rośnie, a co za tym idzie - rośnie trafność prognozy.

Metoda numeryczna

Tutaj zastosowanie znajdują komputery. Cały zestaw programów (modele prognostyczne) uruchamiany jest na superszybkich komputerach, które prognozują składniki pogody takie jak temperatura, ciśnienie, wiatr i opady. Po otrzymaniu wyników działania tych programów, synoptycy analizują wzajemne ich oddziaływanie w celu przedstawienia ostatecznej prognozy pogody. Wadą tej metody jest to iż równania wykorzystywane we wspomnianych modelach są niedokładne, a to zmniejsza trafność prognozy. Ponadto występuje wiele braków w danych wejściowych, które opisują sytuację początkową dla danego modelu, a wynika to stąd, że niewiele obserwacji prowadzi się w górach i nad oceanami. Mówiąc krótko, jeżeli dane wejściowe opisujące stan początkowy są niekompletne to numeryczna prognoza pogody nie będzie dokładna.

Pomimo wad numeryczne prognozowanie pogody jest prawdopodobnie najlepszą metodą jeśli chodzi o prognozy krótkoterminowe w porównaniu z wyżej wymienionymi. Niestety nie wiele osób ma dostęp do wyników uzyskiwanych z modeli numerycznych, a i analiza tychże nie jest prosta, stąd najlepszą metodą prognozowania dla początkującego synoptyka jest metoda trendu lub metoda analogii.