חיזוי מזג אוויר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg יש לשכתב ערך זה. הסיבה לכך היא: ראו דף שיחה.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
חיזוי קצב התקדמות הוריקן ריטה.

חיזוי מזג האוויר הוא הפעילות העוסקת במתן תחזיות על מזג האוויר הצפוי.

מבחינת האדם יש חשיבות לידיעת מזג האוויר הצפוי באזור מסוים בעתיד הקרוב. תחזית מזג האוויר משפיעה על פעולתם של חקלאים, תיירים, ולמעשה על כל אדם היוצא מביתו ומתלבט האם להצטייד במטריה או במשקפי שמש. מהלכים צבאיים מושפעים במידה רבה ממזג האוויר, כך למשל התלבטו האם להוציא את הפלישה לנורמנדי עד לרגע האחרון בשל מזג האוויר הצפוי.

בעבר הייתה התחזית בלתי מדויקת לחלוטין, ותרבויות שונות הסתמכו על סימנים שונים על מנת לחזות אותו. אולם כיום משתמשים בדרכים אמינות יותר לאיסוף המידע והצגתו, כמו מכ"ם עננים, קלימוגרף ומפה סינופטית. מפאת העובדה שיש מערכות מטאורולוגיות שונות שמתנהגות על אותו בסיס כל פעם (כמו שקעים), ניתן לזהותן ולצפות את המשך התפתחות המערכת. אולם, שיטה זו אינה מדויקת ויכולה לכשול אם המערכת הנוכחית לא מתנהגת כרגיל.

בשנת 1922 פרסם ל.פ. ריצ'רדסון (Lewis Fry Richardson) את המאמר Weather Prediction by Numerical Process ובו הציג את תוכניתו לביצוע חיזוי נומרי, אולם לתהליך שהציע היו שתי מגבלות: היעדר מכונת חישוב ומערכת משוואות לקויה בפתרון שהניבה. בעקבות זאת, נעשה בשנת 1948, ניסיון נוסף על ידי ז'. צ'רני ופון נוימן והפעם באמצעות מחשב, אולם התוצאות היו דלות ולא משביעות רצון.

אחת הבעיות בהן נתקל החיזוי מזג האוויר הוא חוסר היכולת לחזות התפתחות של מערכת פיזיקלית, תופעה הקרויה כאוס. היטיב לתאר זאת המתמטיקאי אדוארד לורנץ, כאשר בהרצאה שנשא בשנת 1979 שאל את הנוכחים אם משק כנפיו של פרפר ביערות ברזיל עלול לחולל סופת טורנדו בטקסס.

התקדמות ניכרת בחיזוי הנומרי הושגה רק משפותחו מחשבי העל; אנשי תוכנית החלל שנזקקו לכוח חישוב רב לתכנון משימותיהם ואנשי המטאורולוגיה שנזקקו לעבד סימולציות של תהליכים אטמוספיריים, היו ועודם צרכנים של מחשבים בעלי יכולות חישוב אדירות ומחשבי על שנבנו עבורם החלו להפיק מנוסחאות מסובכות ביותר, תוצאות נתונים שאפשר היה להסתמך עליהם.

חיזוי נומרי[עריכת קוד מקור | עריכה]

חיזוי נומרי של מזג האוויר מתבצע באמצעות מודל מטארולוגי המורץ על גבי מחשב, לרוב על גבי מחשב-על עקב העומס החישובי שנדרש לשם כך. המודל המטארולוגי הנו מודל מתמטי המחלק את העולם לסריג (grid) תלת-ממדי כאשר כל תא בסריג מכיל את המשתנים המטארולגים החזויים באזורו הגאוגרפי. על ידי שימוש במשוואות כגון משוואות זרימה ומשוואות תרומדינמיקה, מחושב כייצד ישתנו המשתנים בכל סריג כעבור פרק זמן - תהליך זה נקרא צעד זמן. לאחר שמתבצע צעד זמן מוזנים הנתונים שהתקבלו מהצעד שנית אל המודל כדי לבצע צעד זמן נוסף וחזור חלילה. כיוון שהמודל אינו חוזה בדיוק מלא את העתיד בכל צעד זמן ישנה שגיאה, כך שהצעד שבא לאחריו מתבסס על מידע פחות מהימן ולרוב נוטה לייצר שגיאה גדולה יותר לאחר מכן. עקב אופיין הלא לינארי של משוואות הזרימה שגיאה קטנה בנתונים המוכנסים לצעד של המודל עלולה לגרום לשגיאה משמעותית יותר, על כן לא ניתן לחזות לטווחי זמן ארוכים.

טרם הפעלת המודל מתבצע תהליך של איסוף מידע כדי לייצר נתונים לצעד הזמן הראשון. כיוון שלא בהכרח ניתן לאסף נתונים בכל תא ותא בסריג טרם הצעד הראשון מתבצעת אינטרפולציה אשר מעריכה במקורב את הנתונים עבור כל תא. אפשרות נוספת אשר הנה שימוש בתוצאות של מודל קדום אשר בתוכם הוטמעו נתונים מתוך המדידות, תהליך זה נקרא הטמעת נתונים (Data assimilation).

מודלים מטארולוגים[עריכת קוד מקור | עריכה]

המודלים העקריים שמשמשים את התעשייה והצרכנים הפרטיים בעולם הנם מודלים שממומנים ברמה לאומית או ברמה בין לאומית על ידי איגוד של מדינות, ולצורך כתיבת הקוד שלהם מתבצע שיתוף פעולה בין מספר אוניברסיטאות. מדינת ישראל חברה בארגון ECMWF[1] שמריץ את המודל המטארולוגי האירופאיץ החברות בארגון הנה דרך השירות המטארולגוי הישראלי שכפוף למשרד התחבורה.

כל הארגונים אשר מרצים מודלים מטארולגים חברים בארגון המטארולוגיה העולמי שמספק להם נתונים מטאורלוגים מכל רחבי העולם.

מודלים ידועים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • ECMWF
  • GFS[2]
  • UKMET
  • WRF

ראו גם

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

Terrestrial globe.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא מדעי כדור הארץ. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.