In de toekomst, weersvoorspellingen die stormwaarschuwingen geven en ons helpen bij het plannen van ons dagelijks leven, kunnen tot vijf dagen eerder komen voordat de grenzen van de numerieke weersvoorspelling worden bereikt, zeiden wetenschappers.

"De voor de hand liggende vraag die vanaf het allereerste begin van ons hele vakgebied is gesteld, is:wat is de ultieme limiet waarop we het dagelijkse weer in de toekomst kunnen voorspellen, " zei Fuqing Zhang, vooraanstaand hoogleraar meteorologie en atmosferische wetenschappen en directeur van het Center for Advanced Data Assimilation and Predictability Techniques in Penn State. "We denken dat we die limiet hebben gevonden en gemiddeld dat het ongeveer twee weken is."

Betrouwbare voorspellingen zijn nu mogelijk negen tot tien dagen uit voor dagelijks weer op de middelste breedtegraden, waar het grootste deel van de wereldbevolking leeft. Nieuwe technologie zou de komende decennia nog vier tot vijf dagen kunnen toevoegen, volgens onderzoek dat online is gepubliceerd in de Tijdschrift voor de Atmosferische Wetenschappen .

Het onderzoek bevestigt een lang veronderstelde voorspelbaarheidslimiet voor weersvoorspelling, voor het eerst voorgesteld in de jaren zestig door Edward Lorenz, een wiskundige van het Massachusetts Institute of Technology, meteoroloog en pionier van de chaostheorie, zeiden wetenschappers.

"Edward Lorenz bewees dat je het weer buiten een bepaalde tijdshorizon niet kunt voorspellen, zelfs in principe " zei Kerry Emanuel, hoogleraar atmosferische wetenschappen aan het MIT en co-auteur van de studie. "Ons onderzoek toont aan dat deze weersvoorspellingshorizon ongeveer twee weken is, opmerkelijk dicht bij de schatting van Lorenz."

Onvoorspelbaarheid in hoe het weer zich ontwikkelt, betekent dat zelfs met perfecte modellen en begrip van de beginomstandigheden, er is een grens aan hoe ver van tevoren nauwkeurige voorspellingen mogelijk zijn, zeiden wetenschappers.

"We hebben state-of-the-art modellen gebruikt om deze meest fundamentele vraag te beantwoorden, " zei Zhang, hoofdauteur van het onderzoek. "Ik denk dat we dit antwoord in de toekomst zullen verfijnen, maar onze studie toont onomstotelijk aan dat er een grens is, hoewel we nog veel ruimte hebben om de voorspelling te verbeteren voordat we de limiet bereiken."

Om de limiet te testen, Zhang en zijn team gebruikten 's werelds twee meest geavanceerde numerieke modelleringssystemen voor weersvoorspelling:het European Centre for Medium Range Weather Forecasting en het Amerikaanse volgende generatie wereldwijde voorspellingssysteem.

Ze gaven een bijna perfect beeld van de beginomstandigheden en testten hoe de modellen twee echte weersomstandigheden konden nabootsen, een koudegolf in Noord-Europa en overstromingsregens in China. De simulaties waren in staat om de weerpatronen met redelijke nauwkeurigheid te voorspellen tot ongeveer twee weken, zeiden de wetenschappers.

Verbeteringen in de dagelijkse weersvoorspellingen hebben gevolgen voor zaken als stormevacuaties, energietoevoer, landbouw en bosbranden.

"We hebben de afgelopen decennia aanzienlijke vooruitgang geboekt in de weersvoorspellingen, en we kunnen het weer nu vijf dagen van tevoren met veel vertrouwen voorspellen, "Zei Zhang. "Als we in de toekomst met veel vertrouwen extra dagen kunnen voorspellen, dat zou een enorm economisch en sociaal voordeel hebben."

Onderzoekers zeiden dat betere gegevensverzameling, algoritmen om gegevens in modellen te integreren en verbeterde rekenkracht om experimenten uit te voeren zijn allemaal nodig om ons begrip van beginvoorwaarden verder te verbeteren.

"Het bereiken van deze extra voorspelbaarheidslimiet vereist gecoördineerde inspanningen van de hele gemeenschap om betere numerieke weermodellen te ontwerpen, observaties te verbeteren, en beter gebruik te maken van waarnemingen met geavanceerde gegevensassimilatie en computertechnieken, ' zei Zhang.