Прогнозирование погоды — это применение науки и технологий для предсказания состояния атмосферы для определенного места и времени. Люди пытались предсказать погоду неформально на протяжении тысячелетий , а формально — с 19 века.
Прогнозы погоды составляются путем сбора количественных данных о текущем состоянии атмосферы, суши и океана и использования метеорологии для прогнозирования того, как атмосфера изменится в определенном месте. Когда-то прогнозы погоды рассчитывались вручную, в основном на основе изменений барометрического давления , текущих погодных условий, а также состояния неба или облачного покрова, теперь же они опираются на компьютерные модели , которые учитывают множество атмосферных факторов. [1] Для выбора наилучшей возможной модели для прогноза по-прежнему требуется человеческий вклад, что включает в себя навыки распознавания образов, телесвязи , знание производительности модели и знание смещений модели.
Неточность прогнозирования обусловлена хаотичной природой атмосферы, огромной вычислительной мощностью, необходимой для решения уравнений, описывающих атмосферу, сушу и океан, ошибкой, связанной с измерением начальных условий, и неполным пониманием атмосферных и связанных с ними процессов. Следовательно, прогнозы становятся менее точными по мере увеличения разницы между текущим временем и временем, на которое делается прогноз (диапазон прогноза ). Использование ансамблей и консенсуса моделей помогает сузить ошибку и обеспечить уверенность в прогнозе.
Существует огромное разнообразие конечных применений прогнозов погоды. Предупреждения о погоде важны, поскольку они используются для защиты жизней и имущества. Прогнозы, основанные на температуре и осадках, важны для сельского хозяйства, а следовательно, и для трейдеров на товарных рынках. Прогнозы температуры используются коммунальными компаниями для оценки спроса на предстоящие дни. Ежедневно многие люди используют прогнозы погоды, чтобы определить, что надеть в определенный день. Поскольку активный отдых на открытом воздухе сильно ограничен сильным дождем, снегом и ветром , прогнозы можно использовать для планирования мероприятий в связи с этими событиями, а также для планирования заранее и выживания в них.
Прогнозирование погоды является частью экономики. Например, в 2009 году США потратили на это около 5,8 млрд долларов, что принесло выгоду, оцениваемую в шесть раз больше. [2]
В 650 году до нашей эры вавилоняне предсказывали погоду по облачным моделям, а также по астрологии . Примерно в 350 году до нашей эры Аристотель описал погодные условия в Meteorologica . [3] Позже Теофраст составил книгу о прогнозировании погоды, названную « Книгой знаков» . [4] Китайские предания о прогнозировании погоды восходят, по крайней мере, к 300 году до нашей эры, [5] что было примерно в то же время, когда древнеиндийские астрономы разработали методы прогнозирования погоды. [6] В Новом Завете цитируется Иисус, говорящий о расшифровке и понимании местных погодных условий, говоря: «Когда наступает вечер, вы говорите: «Будет ясная погода, потому что небо красное», а утром: «Сегодня будет буря, потому что небо красное и пасмурное». Вы знаете, как интерпретировать вид неба, но вы не можете интерпретировать знаки времени». [7]
В 904 году нашей эры в труде Ибн Вахшия « Набатейское сельское хозяйство », переведенном на арабский язык с более раннего арамейского труда, [8] обсуждались прогнозирование погоды, атмосферных изменений и знаки, связанные с планетарными астральными изменениями; признаки дождя, основанные на наблюдении за лунными фазами ; и прогнозы погоды, основанные на движении ветров. [9]
Древние методы прогнозирования погоды обычно полагались на наблюдаемые закономерности событий, также называемые распознаванием закономерностей. Например, было замечено, что если закат был особенно красным, то на следующий день часто наступала хорошая погода. Этот опыт накапливался на протяжении поколений, чтобы создать погодные предания . Однако не все [ какие? ] из этих предсказаний оказываются надежными, и многие из них с тех пор не выдерживают строгой статистической проверки. [10]
Современная эпоха прогнозирования погоды началась только с изобретением электрического телеграфа в 1835 году. [11] До этого максимальная скорость, с которой могли передаваться отдаленные сводки погоды, составляла около 160 километров в день (100 миль в день), но обычно она составляла 60–120 километров в день (40–75 миль в день) (как по суше, так и по морю). [12] [13] К концу 1840-х годов телеграф позволил получать сводки о погодных условиях с большой территории практически мгновенно, [14] что позволило делать прогнозы на основе знания погодных условий дальше по ветру .
Двое мужчин, которым приписывают рождение прогнозирования как науки, были офицер Королевского флота Фрэнсис Бофорт и его протеже Роберт Фицрой . Оба были влиятельными людьми в британских военно-морских и правительственных кругах, и хотя в то время их высмеивали в прессе, их работа получила научное признание, была принята Королевским флотом и легла в основу всех сегодняшних знаний о прогнозировании погоды. [15] [16]
Бофорт разработал шкалу силы ветра и кодировку погодных обозначений, которые он использовал в своих журналах до конца своей жизни. Он также способствовал разработке надежных таблиц приливов и отливов вокруг британских берегов и вместе со своим другом Уильямом Уэвеллом расширил ведение погодных записей на 200 станциях британской береговой охраны .
Роберт Фицрой был назначен в 1854 году начальником нового отдела в Совете по торговле , который занимался сбором данных о погоде в море в качестве услуги для моряков . Это было предшественником современного Метеорологического бюро . [16] Всем капитанам кораблей было поручено собирать данные о погоде и вычислять их, используя проверенные приборы, которые были предоставлены для этой цели. [17]
Шторм в октябре 1859 года, который привел к потере Королевской хартии , вдохновил Фицроя на разработку карт, позволяющих делать прогнозы, которые он назвал «прогнозированием погоды» , таким образом, придумав термин «прогноз погоды». [17] Было создано пятнадцать наземных станций, чтобы использовать телеграф для передачи ему ежедневных отчетов о погоде в установленное время, что привело к первой службе штормового оповещения. Его служба оповещения для судоходства была инициирована в феврале 1861 года с использованием телеграфной связи . Первые ежедневные прогнозы погоды были опубликованы в The Times в 1861 году. [16] В следующем году была введена система подъема конусов штормового оповещения в главных портах, когда ожидался шторм. [18] « Книга погоды» , которую Фицрой опубликовал в 1863 году, намного опередила научное мнение того времени.
По мере расширения сети электрического телеграфа, что позволило быстрее распространять предупреждения, была разработана национальная наблюдательная сеть, которая затем могла использоваться для предоставления синоптических анализов. Чтобы сократить подробные сводки погоды до более доступных телеграмм, отправители кодировали информацию о погоде в телеграфном коде, например, разработанном Корпусом связи армии США . [19] Инструменты для непрерывной регистрации изменений метеорологических параметров с помощью фотографии были поставлены на станции наблюдений из обсерватории Кью — эти камеры были изобретены Фрэнсисом Рональдсом в 1845 году, а его барограф ранее использовался Фицроем. [20] [21]
Для передачи точной информации вскоре возникла необходимость в стандартном словаре, описывающем облака; это было достигнуто с помощью серии классификаций, впервые разработанных Люком Говардом в 1802 году и стандартизированных в Международном атласе облаков 1896 года.
Только в 20 веке достижения в понимании физики атмосферы привели к созданию современного численного прогнозирования погоды . В 1922 году английский ученый Льюис Фрай Ричардсон опубликовал «Прогнозирование погоды с помощью численного процесса» [22] , найдя заметки и выводы, над которыми он работал в качестве водителя скорой помощи во время Первой мировой войны. В ней он описал, как можно пренебречь малыми членами в прогностических уравнениях динамики жидкости, управляющих атмосферным потоком, и разработать схему конечных разностей во времени и пространстве, чтобы можно было найти решения для численного прогнозирования.
Ричардсон представлял себе большую аудиторию из тысяч людей, выполняющих вычисления и передающих их другим. Однако само количество требуемых вычислений было слишком большим, чтобы их можно было выполнить без использования компьютеров, а размер сетки и временных шагов приводил к нереалистичным результатам в углубляющихся системах. Позже было обнаружено, с помощью численного анализа, что это было связано с числовой нестабильностью . [23] Первый компьютерный прогноз погоды был выполнен командой, состоящей из американских метеорологов Жюля Чарни , Филиппа Дункана Томпсона, Ларри Гейтса и норвежского метеоролога Рагнара Фьёртофта , прикладного математика Джона фон Неймана и программиста ENIAC Клары Дан фон Нейман . [24] [25] [26] Практическое использование численного прогноза погоды началось в 1955 году, [27] стимулируемое разработкой программируемых электронных компьютеров.
Первые ежедневные прогнозы погоды были опубликованы в The Times 1 августа 1861 года, а первые карты погоды были выпущены позднее в том же году. [28] В 1911 году Метеобюро начало выпускать первые морские прогнозы погоды по радио. Они включали штормовые предупреждения для территорий вокруг Великобритании. [29] В Соединенных Штатах первые публичные радиопрогнозы были сделаны в 1925 году Эдвардом Б. «ЭБ» Райдаутом на WEEI , станции Edison Electric Illuminating в Бостоне. [30] Райдаут пришел из Бюро погоды США , как и синоптик WBZ Г. Гарольд Нойес в 1931 году.
Первые в мире телевизионные прогнозы погоды, включая использование погодных карт, были экспериментально переданы BBC в ноябре 1936 года. [31] Это было внедрено на практике в 1949 году, после Второй мировой войны . [31] Джордж Коулинг дал первый прогноз погоды, находясь на телевидении перед картой в 1954 году. [32] [33] В Америке экспериментальные телевизионные прогнозы были сделаны Джеймсом К. Фидлером в Цинциннати либо в 1940, либо в 1947 году [ необходимо разъяснение ] на телеканале DuMont Television Network . [30] [34] В конце 1970-х и начале 1980-х годов Джон Коулман , первый синоптик программы Good Morning America Американской вещательной компании (ABC) , стал пионером в использовании экранных данных метеорологических спутников и компьютерной графики для телевизионных прогнозов. [35] В 1982 году Коулман объединился с генеральным директором Landmark Communications Фрэнком Баттеном, чтобы запустить The Weather Channel (TWC), круглосуточную кабельную сеть, посвященную национальным и местным прогнозам погоды. Некоторые погодные каналы начали вещание на платформах потокового вещания, таких как YouTube и Periscope, чтобы охватить больше зрителей.
Основная идея численного прогнозирования погоды заключается в том, чтобы взять пробу состояния жидкости в определенный момент времени и использовать уравнения динамики жидкости и термодинамики для оценки состояния жидкости в определенный момент времени в будущем. Основными входными данными от метеорологических служб стран являются поверхностные наблюдения с автоматизированных метеорологических станций на уровне земли над сушей и с метеорологических буев в море. Всемирная метеорологическая организация занимается стандартизацией приборов, методов наблюдения и сроков этих наблюдений во всем мире. Станции либо ежечасно сообщают в отчетах METAR , [36] либо каждые шесть часов в отчетах SYNOP . [37] Сайты запускают радиозонды , которые поднимаются через глубину тропосферы и далеко в стратосферу . [38] Данные с метеорологических спутников используются в областях, где традиционные источники данных недоступны. [39] [40] [41] По сравнению с аналогичными данными с радиозондов, спутниковые данные имеют преимущество глобального охвата, но при более низкой точности и разрешении. [42] Метеорологический радар предоставляет информацию о местоположении и интенсивности осадков, которую можно использовать для оценки накопления осадков с течением времени. [43] Кроме того, если используется импульсный доплеровский метеорологический радар , то можно определить скорость и направление ветра. [44] Однако эти методы оставляют пробел в наблюдении на месте в нижних слоях атмосферы (от 100 м до 6 км над уровнем земли). Чтобы сократить этот пробел, в конце 1990-х годов для получения данных с этих высот начали рассматривать метеорологические беспилотники . Исследования значительно расширились с 2010-х годов, и данные метеорологических беспилотников в будущем могут быть добавлены в числовые модели погоды. [45] [46]
Commerce предоставляет отчеты пилотов по маршрутам самолетов [47] и отчеты судов по маршрутам судоходства. Исследовательские полеты с использованием разведывательных самолетов совершаются в и вокруг интересующих погодных систем, таких как тропические циклоны . [48] [49] Разведывательные самолеты также летают над открытым океаном в холодное время года в системы, которые вызывают значительную неопределенность в прогнозировании или, как ожидается, окажут сильное воздействие через три-семь дней в будущем на континенте ниже по течению. [50]
Модели инициализируются с использованием этих наблюдаемых данных. Нерегулярно расположенные наблюдения обрабатываются методами усвоения данных и объективного анализа, которые выполняют контроль качества и получают значения в местах, используемых математическими алгоритмами модели (обычно равномерно расположенной сеткой). Затем данные используются в модели в качестве отправной точки для прогноза. [51] Обычно набор уравнений, используемых для прогнозирования физики и динамики атмосферы, называется примитивными уравнениями . Они инициализируются из данных анализа, и определяются скорости изменения. Скорости изменения предсказывают состояние атмосферы на короткое время в будущем. Затем уравнения применяются к этому новому состоянию атмосферы, чтобы найти новые скорости изменения, которые предсказывают атмосферу на еще более отдаленное время в будущем. Эта процедура временного шага непрерывно повторяется, пока решение не достигнет желаемого времени прогноза.
Длина временного шага, выбранного в модели, связана с расстоянием между точками на вычислительной сетке и выбирается для поддержания численной стабильности . [52] Временные шаги для глобальных моделей составляют порядка десятков минут, [53] в то время как временные шаги для региональных моделей составляют от одной до четырех минут. [54] Глобальные модели запускаются в разное время в будущем. Унифицированная модель Метеорологического бюро запускается на шесть дней в будущем, [55] модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды запускается на 10 дней в будущем, [56] в то время как модель Глобальной системы прогнозов, запущенная Центром моделирования окружающей среды, запускается на 16 дней в будущем. [57] Визуальный вывод, полученный в результате решения модели, известен как прогностическая карта , или prog . [58] Необработанный вывод часто модифицируется перед представлением в качестве прогноза. Это может быть в форме статистических методов для устранения известных смещений в модели или корректировки для учета консенсуса среди других численных прогнозов погоды. [59] MOS или статистика выходных данных модели — это метод, используемый для интерпретации выходных данных численной модели и создания руководства по конкретным участкам. Это руководство представлено в кодированной числовой форме и может быть получено почти для всех станций Национальной метеорологической службы в Соединенных Штатах. Как было предложено Эдвардом Лоренцом в 1963 году, долгосрочные прогнозы, сделанные на срок в две недели или более, не могут однозначно предсказать состояние атмосферы из-за хаотической природы задействованных уравнений динамики жидкости . В численных моделях чрезвычайно малые ошибки в начальных значениях удваиваются примерно каждые пять дней для таких переменных, как температура и скорость ветра. [60]
По сути, модель — это компьютерная программа, которая выдает метеорологическую информацию для будущего времени в заданных местах и на заданных высотах. В любой современной модели есть набор уравнений, известных как примитивные уравнения, которые используются для прогнозирования будущего состояния атмосферы. [61] Эти уравнения — вместе с законом идеального газа — используются для эволюции плотности , давления и скалярных полей потенциальной температуры , а также векторного поля скорости атмосферы во времени. Дополнительные уравнения переноса для загрязняющих веществ и других аэрозолей также включены в некоторые мезомасштабные модели с примитивными уравнениями. [62] Используемые уравнения — это нелинейные уравнения в частных производных, которые невозможно решить точно с помощью аналитических методов, [63] за исключением нескольких идеализированных случаев. [64] Поэтому численные методы получают приближенные решения. Различные модели используют различные методы решения: некоторые глобальные модели используют спектральные методы для горизонтальных измерений и методы конечных разностей для вертикальных измерений, в то время как региональные и другие глобальные модели обычно используют методы конечных разностей во всех трех измерениях. [63]
Самый простой метод прогнозирования погоды, инерционность, опирается на сегодняшние условия для прогнозирования завтрашних. Это может быть справедливо, когда погода достигает устойчивого состояния, например, летом в тропиках. Этот метод сильно зависит от наличия застойной погодной модели. Поэтому, когда она находится в колеблющейся модели, она становится неточной. Она может быть полезна как в краткосрочном, так и в долгосрочном прогнозе|долгосрочных прогнозах. [65]
Измерения барометрического давления и тенденции давления (изменение давления с течением времени) использовались в прогнозировании с конца 19 века. [66] Чем больше изменение давления, особенно если оно превышает 3,5 гПа (2,6 мм рт. ст. ), тем больше можно ожидать изменения погоды. Если падение давления быстрое, приближается система низкого давления , и существует большая вероятность дождя. Быстрый рост давления связан с улучшением погодных условий, например, прояснением неба. [67]
Наряду с тенденцией давления, состояние неба является одним из наиболее важных параметров, используемых для прогнозирования погоды в горных районах. Утолщение облачного покрова или вторжение более высокого облачного слоя указывает на дождь в ближайшем будущем. Высокие тонкие перисто-слоистые облака могут создавать ореолы вокруг солнца или луны , что указывает на приближение теплого фронта и связанного с ним дождя. [68] Утренний туман предвещает ясные условия, поскольку дождливым условиям предшествуют ветер или облака, которые препятствуют образованию тумана. Приближение линии гроз может указывать на приближение холодного фронта . Безоблачное небо указывает на ясную погоду в ближайшем будущем. [69] Полоса может указывать на приближающийся тропический циклон. Использование небесного покрова в прогнозировании погоды привело к различным погодным преданиям на протяжении столетий. [10]
Прогнозирование погоды на следующие шесть часов часто называют текущим прогнозированием. [70] В этом временном диапазоне можно прогнозировать более мелкие характеристики, такие как отдельные ливни и грозы, с разумной точностью, а также другие характеристики, слишком мелкие для того, чтобы их можно было разрешить с помощью компьютерной модели. Человек, имеющий новейшие данные радаров, спутников и наблюдений, сможет лучше проанализировать имеющиеся мелкомасштабные характеристики и, таким образом, сможет сделать более точный прогноз на следующие несколько часов. [71] Однако в настоящее время существуют экспертные системы, использующие эти данные и мезомасштабную числовую модель для лучшей экстраполяции, включая эволюцию этих характеристик во времени. Accuweather известен Minute-Cast, который представляет собой поминутный прогноз осадков на следующие два часа.
В прошлом прогнозисты-люди отвечали за создание прогноза погоды на основе имеющихся наблюдений. [72] Сегодня человеческий вклад, как правило, ограничивается выбором модели на основе различных параметров, таких как смещения модели и производительность. [73] Использование консенсуса моделей прогнозирования, а также членов ансамбля различных моделей может помочь уменьшить ошибку прогноза. [74] Однако, независимо от того, насколько мала средняя ошибка в любой отдельной системе, большие ошибки в любой конкретной части руководства все еще возможны при любом заданном запуске модели. [75] Люди должны интерпретировать данные модели в прогнозы погоды, которые понятны конечному пользователю. Люди могут использовать знания о локальных эффектах, которые могут быть слишком малы по размеру, чтобы быть разрешенными моделью, чтобы добавить информацию в прогноз. Хотя повышение точности моделей прогнозирования подразумевает, что люди могут больше не понадобиться в процессе прогнозирования в какой-то момент в будущем, в настоящее время все еще существует необходимость во вмешательстве человека. [76]
Аналоговый метод — это сложный способ составления прогноза, требующий от прогнозиста запоминания предыдущего погодного явления, которое, как ожидается, будет имитировано предстоящим событием. Что делает этот метод сложным для использования, так это то, что редко существует идеальный аналог для события в будущем. [77] Некоторые называют этот тип прогнозирования распознаванием образов. Он остается полезным методом наблюдения за осадками над пустотами данных, такими как океаны, [78] а также прогнозирования количества осадков и их распределения в будущем. Похожий метод используется в среднесрочном прогнозировании, которое известно как телесвязи, когда системы в других местах используются для помощи в определении местоположения другой системы в окружающем режиме. [79] Примером телесвязи является использование явлений, связанных с Эль-Ниньо-Южным колебанием (ENSO). [80]
Первые попытки использовать искусственный интеллект начались в 2010-х годах. Модель Pangu-Weather от Huawei , GraphCast от Google , WeatherMesh от WindBorne, FourCastNet от Nvidia и система искусственного интеллекта/интегрированного прогнозирования Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды , или AIFS, появились в 2022–2023 годах. В 2024 году AIFS начала публиковать прогнозы в реальном времени, демонстрируя особую способность предсказывать траектории ураганов, но демонстрируя более низкую эффективность в изменении интенсивности таких штормов по сравнению с физическими моделями. [81]
Такие модели не используют моделирование атмосферы на основе физики или большие языковые модели . Вместо этого они обучаются исключительно на данных, таких как ERA5. [82] Эти модели обычно требуют гораздо меньше вычислений, чем модели на основе физики. [81]
Система Microsoft Aurora предлагает глобальные прогнозы погоды на 10 дней и данные о загрязнении воздуха на 5 дней ( CO2).
2, НЕТ , НЕТ2, ТАК2, О3, и твердые частицы) прогнозы с заявленной точностью, аналогичной физическим моделям, но с порядком или величиной более низкой стоимостью. Aurora обучалась на более чем миллионе часов данных из шести погодных/климатических моделей. [83] [84]
Большинство конечных пользователей прогнозов — это представители общественности. Грозы могут вызывать сильные ветры и опасные удары молний , которые могут привести к гибели людей, отключению электроэнергии [85] и масштабному ущербу от града. Сильный снегопад или дождь могут остановить транспорт и торговлю [86] , а также вызвать наводнения в низинных районах [87] . Избыточная жара или холод могут вызвать болезни или смерть тех, у кого нет надлежащих коммунальных услуг, а засухи могут повлиять на водопользование и уничтожить растительность.
Несколько стран используют государственные учреждения для предоставления прогнозов и наблюдении/предупреждений/консультаций для населения с целью защиты жизни и имущества и поддержания коммерческих интересов. Знание того, что нужно конечному пользователю от прогноза погоды, должно быть принято во внимание, чтобы представить информацию полезным и понятным способом. Примерами являются Национальная метеорологическая служба (NWS) Национального управления океанических и атмосферных исследований [88] и Метеорологическая служба (MSC) Министерства окружающей среды Канады [89] . Традиционно газета, телевидение и радио были основными каналами для предоставления информации о прогнозе погоды населению. Кроме того, в некоторых городах были метеорологические маяки . Все чаще используется Интернет из-за огромного количества конкретной информации, которую можно найти. [90] Во всех случаях эти каналы регулярно обновляют свои прогнозы.
Большая часть современного прогнозирования погоды — это предупреждения и рекомендации о суровой погоде, которые национальные метеорологические службы выпускают в случае, если ожидается суровая или опасная погода. Это делается для защиты жизни и имущества. [91] Некоторые из наиболее известных предупреждений о суровой погоде — это предупреждение о сильной грозе и торнадо , а также наблюдение за сильной грозой и торнадо . Другие формы этих предупреждений включают зимнюю погоду, сильный ветер, наводнение , тропический циклон и туман. [92] Предупреждения и рекомендации о суровой погоде транслируются через средства массовой информации, включая радио, с использованием аварийных систем, таких как Система аварийного оповещения , которые вторгаются в обычное программирование. [93]
Прогноз минимальной температуры на текущий день рассчитывается с использованием самой низкой температуры, обнаруженной между 7 часами вечера того же дня и 7 часами утра следующего дня. [94] Таким образом, короче говоря, сегодняшний прогнозируемый минимум, скорее всего, будет завтрашней минимальной температурой.
Существует ряд секторов со своими собственными специфическими потребностями в прогнозах погоды, и этим пользователям предоставляются специализированные услуги, как указано ниже:
Поскольку авиационная отрасль особенно чувствительна к погоде, точный прогноз погоды имеет важное значение. Туман или исключительно низкие потолки могут помешать многим самолетам приземлиться и взлететь. [95] Турбулентность и обледенение также являются значительными опасностями в полете. [96] Грозы являются проблемой для всех самолетов из-за сильной турбулентности из-за их восходящих потоков и границ оттока , [97] обледенения из-за сильных осадков, а также крупного града , сильного ветра и молний, все из которых могут нанести серьезный ущерб самолету в полете. [98] Вулканический пепел также является значительной проблемой для авиации, поскольку самолет может потерять мощность двигателя в облаках пепла. [99] Ежедневно авиалайнеры направляются так, чтобы воспользоваться попутным ветром реактивной струи для повышения топливной эффективности. [100] Перед взлетом экипажи проходят инструктаж об условиях, которых следует ожидать на маршруте и в пункте назначения. [101] Кроме того, аэропорты часто меняют используемую взлетно-посадочную полосу , чтобы воспользоваться встречным ветром . Это сокращает расстояние, необходимое для взлета, и устраняет потенциальный боковой ветер . [102]
Коммерческое и рекреационное использование водных путей может быть существенно ограничено направлением и скоростью ветра, периодичностью и высотой волн , приливами и осадками. Каждый из этих факторов может влиять на безопасность морского транзита. Следовательно, были созданы различные коды для эффективной передачи подробных морских прогнозов погоды пилотам судов по радио, например MAFOR (морской прогноз). [103] Типичные прогнозы погоды можно получать в море с помощью RTTY , Navtex и Radiofax .
Фермеры полагаются на прогнозы погоды, чтобы решить, какую работу делать в тот или иной день. Например, сушка сена возможна только в сухую погоду. Длительные периоды засухи могут погубить урожай хлопка, пшеницы [104] и кукурузы . В то время как урожай кукурузы может быть уничтожен засухой, его высушенные остатки можно использовать в качестве заменителя корма для скота в виде силоса . [105] Заморозки и заморозки губят урожай как весной, так и осенью. Например, потенциальный урожай персиковых деревьев в период полного цветения может быть уничтожен весенними заморозками. [106] Апельсиновые рощи могут понести значительный ущерб во время заморозков и заморозков, независимо от их времени. [107]
Прогнозирование ветра, осадков и влажности имеет важное значение для предотвращения и контроля лесных пожаров . Такие индексы, как индекс лесных пожаров и индекс Хейнса , были разработаны для прогнозирования областей, наиболее подверженных риску возникновения пожаров по естественным или антропогенным причинам. Условия для развития вредных насекомых также можно предсказать, прогнозируя погоду.
Электро- и газовые компании полагаются на прогнозы погоды, чтобы предвидеть спрос, который может сильно зависеть от погоды. Они используют величину, называемую градусо-днем, чтобы определить, насколько сильным будет использование отопления ( градусо-день отопления ) или охлаждения (градусо-день охлаждения). Эти величины основаны на среднесуточной температуре 65 °F (18 °C). Более низкие температуры вызывают градусо-дни отопления (один на градус Фаренгейта), в то время как более высокие температуры вызывают градусо-дни охлаждения. [108] Зимой суровая холодная погода может вызвать всплеск спроса, поскольку люди включают отопление. [109] Аналогично, летом всплеск спроса может быть связан с более широким использованием систем кондиционирования воздуха в жаркую погоду. [110] Предвидя всплеск спроса, коммунальные компании могут закупить дополнительные поставки электроэнергии или природного газа до повышения цен или, в некоторых случаях, поставки ограничиваются за счет использования отключений и отключений электроэнергии . [111]
Все чаще частные компании платят за прогнозы погоды, адаптированные под их нужды, чтобы увеличить прибыль или избежать крупных убытков. [112] Например, сети супермаркетов могут менять запасы на своих полках в ожидании различных потребительских привычек расходов в различных погодных условиях. Прогнозы погоды можно использовать для инвестирования в товарный рынок, например фьючерсы на апельсины, кукурузу, соевые бобы и нефть. [113]
В Королевском флоте Великобритании , сотрудничающем с Метеобюро , имеется собственное специализированное подразделение наблюдателей и прогнозистов погоды в рамках специализации «Гидрография и метеорология» (HM), которое отслеживает и прогнозирует оперативные условия по всему миру, предоставляя точную и своевременную метеорологическую и океанографическую информацию подводным лодкам, кораблям и самолетам ВМС .
Мобильное подразделение Королевских ВВС , работающее с Метеобюро, прогнозирует погоду для регионов, в которых развернуты британские и союзные вооруженные силы. Группа, базирующаяся в Кэмп-Бастион, раньше предоставляла прогнозы для британских вооруженных сил в Афганистане . [114]
Подобно частному сектору, военные синоптики представляют погодные условия сообществу бойцов. Военные синоптики предоставляют пилотам предполетные и полетные сводки погоды и предоставляют услуги по защите ресурсов в режиме реального времени для военных объектов.
Военно-морские синоптики освещают воды и судовые прогнозы погоды. Военно- морской флот США предоставляет особую услугу себе и остальной части федерального правительства, выпуская прогнозы тропических циклонов в Тихом и Индийском океанах через свой Объединенный центр предупреждения о тайфунах . [115]
В Соединенных Штатах 557-е метеорологическое крыло обеспечивает прогнозирование погоды для ВВС и армии. Прогнозисты ВВС охватывают воздушные операции как в военное, так и в мирное время и оказывают поддержку армии ; [116] специалисты по морской науке Береговой охраны США предоставляют судовые прогнозы для ледоколов и различных других операций в пределах своей сферы деятельности; [117] и синоптики морской пехоты оказывают поддержку наземным и воздушным операциям Корпуса морской пехоты США . [118] Все четыре упомянутых военных рода войск проходят начальную техническую подготовку по метеорологии на авиабазе Кислер . [119] Военные и гражданские синоптики активно сотрудничают в анализе, создании и критике продуктов прогнозирования погоды.
{{cite web}}
: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link)