Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ondanks wat je misschien hoort, worden de weersvoorspellingen beter, niet slechter

Satellietgegevens stellen ons in staat het weer veel beter te observeren dan in het verleden. Deze afbeelding werd op 18 maart 2024 vastgelegd door de Japanse Himawari-8-satelliet. Credit:The Bureau of Meteorology

Het Australische weerbureau kreeg harde kritiek te verduren nadat El Niño er niet in slaagde een veelgeprezen droge zomer in Oost-Australië te bezorgen. Delen van Noord-Queensland, in het traject van de tropische cycloon Jasper, hadden een recordnatte decembermaand en delen van centraal Victoria hadden een recordnatte januari. Over het geheel genomen was de zomer 19% natter dan gemiddeld voor Australië als geheel.



Dit leidde tot discussies in de media en tijdens de senaat over het vermogen van het Bureau of Meteorology om nauwkeurige voorspellingen te doen als het klimaat verandert. Vooral de waarde van seizoensvoorspellingen wordt in twijfel getrokken.

De weersvoorspelling is de afgelopen jaren zelfs verbeterd. En er zijn spannende ontwikkelingen aan de horizon op het gebied van kunstmatige intelligentie. Maar het effect van toekomstige klimaatverandering op weers- en seizoensvoorspellingen is nog niet goed begrepen.

Als klimaatwetenschappers weten we dat voorspellingen voor zeven tot veertien dagen en seizoensvoorspellingen redelijk goed op elkaar aansluiten als het om de crisis gaat. Dat komt omdat instanties zoals het Bureau het succes van hun voorspellingen vergelijken met de werkelijkheid en deze informatie openbaar maken. Hoewel het mogelijk is dat de klimaatverandering in sommige regio's uitdagingen kan opleveren voor weers- en seizoensvoorspellingen, zijn wij van mening dat de verbeteringen in de voorspellingen de verliezen aan nauwkeurigheid ruimschoots overtreffen.

Vooruitgang in voorspelling

Sinds de Britse natuurkundige Lewis Fry Richardson deze mogelijkheid voor het eerst in een boek uit 1922 overwoog, zijn weersvoorspellingen steeds nauwkeuriger en krachtiger geworden.

De wetenschap van de meteorologie heeft een grote sprong voorwaarts gemaakt met de enorme toename van de computercapaciteit.

Nu worden zeer gedetailleerde satellietgegevens en weerobservaties gebruikt in meerdere computersimulaties. Dit maakt de zevendaagse voorspellingen over de hele wereld behoorlijk nauwkeurig, hoewel dit in de armere delen van de wereld minder het geval is.

Omdat we de toestand van de atmosfeer nooit perfect kunnen kennen, is het nuttig om veel simulaties uit te voeren met enigszins verschillende startomstandigheden. Dit geeft een idee van hoe het weer kan veranderen en hoeveel vertrouwen we hebben in die veranderingen.

Dezelfde principes die van toepassing zijn op weersvoorspellingen ondersteunen ook seizoensgebonden klimaatvoorspellingen. Modellen die de atmosfeer en de oceaan vertegenwoordigen, worden vooruit in de tijd geworpen om een ​​vooruitzicht voor drie maanden te geven.

Na ongeveer 10 dagen kunnen we niet met zekerheid zeggen hoe het weer op een specifieke locatie op een bepaald tijdstip zal zijn. Maar we kunnen wel een indicatie geven van de kans dat het weer aanzienlijk heter, koeler, droger of natter zal zijn dan het seizoensgemiddelde.

Ons vermogen om de omstandigheden voor het komende seizoen te voorspellen is de afgelopen twintig jaar enorm verbeterd. We begrijpen nu beter hoe de verschillende klimaatfactoren ons weer beïnvloeden, en we hebben meer rekenkracht om modellen uit te voeren.

Modelgebaseerde seizoensvoorspellingen – die locatiespecifieke richtlijnen geven over de waarschijnlijke regenval en temperatuur vergeleken met het langetermijngemiddelde voor maanden achter elkaar – zijn echter nog relatief nieuw. Er moet nog een stap verder worden gegaan in het verstrekken van betrouwbare, bruikbare informatie aan besluitvormers.

Credit:het gesprek

Hoe meten we hoe goed een voorspelling is?

Meteorologen weten achteraf of hun voorspellingen goed of fout waren, omdat instanties zoals het Bureau of Meteorology hele teams hebben die zich toeleggen op het vergelijken van hun voorspellingen met wat er werkelijk is gebeurd.

De bovenstaande tabel toont een eenvoudig voorbeeld van hoe wetenschappers berekenen hoe goed een voorspelling is. Uit het aantal treffers, missers, valse alarmen en correcte negatieven kunnen we een reeks scores berekenen.

Dit wordt ingewikkelder als we niet alleen willen weten of de voorspelling correct voorspelde dat het zou regenen, maar ook hoeveel regen, en of de genoemde kans op regen ook daadwerkelijk klopte.

Naarmate modellen geavanceerder worden en een hogere resolutie hebben dan vroeger, kunnen ze bovendien realistischer ogende weersystemen simuleren, zoals lijnen van onweersbuien. Het is alsof je tv kijkt in hoge definitie in plaats van korrelig zwart-wit. Het beoordelen van de prognosemogelijkheden wordt bij hoge resoluties een grotere uitdaging, omdat fouten die we voorheen niet hadden gezien, ook worden uitvergroot.

Over het geheel genomen zien we grote verbeteringen als we kijken naar de vaardigheden op het gebied van weersvoorspellingen in de loop van de tijd. Deze verbeteringen zijn vooral groot op het zuidelijk halfrond, waar minder land is voor weerstations. In deze afgelegen gebieden hebben satellietgegevens onze kennis van de toestand van de atmosfeer enorm verbeterd, waardoor een beter startpunt is ontstaan ​​voor voorspellingssimulaties.

Het vermogen om seizoensvoorspellingen te doen wordt ook beter, maar er is minder onderzoek naar deze veranderingen. De vaardigheid op het gebied van seizoensvooruitzichten varieert afhankelijk van de tijd van het jaar en van de vraag of grote klimaatinvloeden zoals de El Niño-Zuidelijke Oscillatie (de jaar-tot-jaar-wisseling tussen El Niño, neutrale en La Niña-fasen) actief zijn.

Seizoensvoorspellingen zijn de beste in de lente, wanneer de El Niño-Zuidelijke Oscillatie op zijn hoogtepunt is en El Niño of La Niña vaak een sterke en voorspelbare impuls geeft aan seizoensgebonden regenval en temperaturen. Daarentegen zijn de seizoensvoorspellingen doorgaans slechter in de herfst, wanneer de El Niño-Zuidelijke Oscillatie-overgangen tussen fasen plaatsvinden en de oorzaken van natte of droge omstandigheden minder voorspelbaar zijn.

Heeft klimaatverandering invloed op ons vermogen om het weer te voorspellen?

Klimaatverandering verandert zeker ons weer. Maar het is niet duidelijk of het weer daardoor moeilijker te voorspellen is. Er is nog niet veel onderzoek naar gedaan.

Sommige veranderingen kunnen de voorspelbaarheid beïnvloeden, vooral als er meer regen valt door geïsoleerde onweersbuien en minder door grootschalige weersystemen. Dit is de algemene verwachting met betrekking tot de klimaatverandering en lijkt al te gebeuren in delen van Australië. Een dergelijke verandering is nog niet goed begrepen, maar zou de lokale neerslagtotalen waarschijnlijk moeilijker te voorspellen maken.

We zien al een lagere seizoensvoorspellingsvaardigheid in de zomer, wanneer er meer regen valt in kleinschalige systemen die niet sterk verbonden zijn met de El Niño-Zuidelijke Oscillatie. Veranderingen in de sterkte van de relatie tussen klimaatinvloeden, zoals de El Niño-Zuidelijke Oscillatie, en het Australische klimaat zouden seizoensvoorspellingen ook makkelijker of moeilijker kunnen maken.

Gezien het tempo waarin de weersvoorspellingen verbeteren zo hoog is, is het onwaarschijnlijk dat iemand binnenkort enig effect van de klimaatverandering op de vaardigheid in weersvoorspellingen zal merken. Omdat weers- en seizoensvoorspellingen blijven verbeteren als gevolg van wetenschappelijke en technologische vooruitgang, zal dit waarschijnlijk elk effect van de klimaatverandering op de voorspellingen overstemmen.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.