Ron Gelaro: Сателитните данни на Aqua подобряват прогнозите за времето и моделите

Image Credit: НАСА Аква

Ученият Рон Джеларо води усилията на НАСА да прогнозира времето по целия свят, използвайки компютърни симулации. EarthSky разговаря с Рон Джеларо през декември 2010 г. Д-р Геларо каза, че спътникът НАСА Аква прави ключови измервания, използвани в компютърните модели, които прогнозират времето. Той каза:

Сателитът Aqua и инструментите на борда ни дадоха наистина квантов скок по отношение на това, което наричаме вертикална разделителна способност или подробности от космоса на тези различни параметри, неща като температура и влажност. И е ключово да разполагате с този вид информация, да имате пълна, триизмерна картина на атмосферата.

Метеорологичните модели, каза Gelaro, са сложни компютърни програми, които следват уравненията от науката за това как работи атмосферата. Той каза:

Моделът за времето е нашият основен инструмент за вземане на информация за атмосферата в даден момент, да кажем, че правим измерване на вятъра, температурата или налягането и екстраполираме тази информация напред във времето по някакъв физически последователен начин.

Така че с този вид способности, ако можете да ми кажете температурата или друга променлива сега, мога да използвам метеорологичен модел, за да направя прогноза за това, което може да изглежда на тези полета след час или два часа. Тогава мога да взема този резултат, да го върна в моя компютърен модел и да стъпя малко по-напред във времето. И ние повтаряме този процес непрекъснато, докато не стигнем до вида прогнози, за които сме свикнали да чуваме, може би дневна прогноза или петдневна прогноза.

Д-р Джеларо обясни какво е метеорологичен модел.

Моделът за времето е компютърна програма, много сложна компютърна програма, която съдържа уравненията и основните управляващи закони, които диктуват как различните атмосферни параметри се отнасят един към друг. Кажете как температурата се отнася до налягането, има ли отношение към ветровете и най-важното как промените в тези параметри в един параметър могат да повлияят на промяната в друг параметър. Така че предвид промяната на вятъра или налягането, как това може да промени температурата.

Сателитът Aqua, каза Геларо, е помогнал на учените да разберат и прогнозират времето.

Сателитът Aqua има широк спектър от инструменти, изображения и снимки, снимки с висока резолюция на атмосферата и повърхностни свойства, както и много подробни, триизмерни вертикални профили на неща като температура и влажност. И е ключово да разполагате с този вид информация, да имате пълна, триизмерна картина на атмосферата. А сателитът Aqua и инструментите на борда ни дадоха наистина квантов скок по отношение на това, което наричаме вертикална разделителна способност, или детайл, от космоса, на тези различни параметри, за да ни помогне да попълним тази картина, тази пълна размерна картина на това как изглежда атмосферата.

Gelaro направи връзката между метеорологичните модели и сателита Aqua.

Имаме два вида информация. Имаме наблюдения, като получаваме от Аква, които са доста точни, но те също могат да бъдат много различни във времето и пространството. Понякога имаме наблюдения на едно място, където спътникът лети и в даден момент няма да имаме наблюдения някъде другаде. Така че те ни дават точна информация, но както казах, донякъде отделно и в различни части на земното кълбо, във всеки даден момент. Моделите от друга страна ни дават много пълна триизмерна картина на атмосферата във всеки даден момент, защото нашият модел покрива цялата Земя по отношение на това, което изобразяваме.

Но има определени грешки и ограничения. Това, което правим, за да създадем най-добрата картина на атмосферата, която можем да измислим, е да смесим тези две информации заедно, тоест смесим наблюденията с моделите и физическите закони, които смятаме, че трябва да управляват начина, по който всички различни параметрите се отнасят за създаването на още по-точно изобразяване на атмосферата, отколкото дори моделите или наблюденията могат да ни дадат сами.

Времето, каза Джеларо, е толкова сложно, че вероятно никога няма да бъде разбрано напълно.

Нашето разбиране за времето е всъщност като цяло доста добро. Но това е функция и от мащаба на процесите. Ние разбираме мащабни циркулации, процеси и такива явления, които са лесни за наблюдение, ние ги разбираме много добре, от гледна точка на нашите физически закони. Тъй като стига до по-сложни процеси, тъй като те са свързани с облаци или по-малки движения, тези, които ние разбираме по-малко добре. Но основният проблем с атмосферата е, че наистина има присъща граница на предвидимост.

Атмосферата е тази, която наричаме хаотична система. Това означава, че е много трудно да се излезе с редовна връзка между причините и следствията. Има реални ограничения колко предсказуема е наистина атмосферата.

Постигнахме много напредък и неща като спътника Aqua със сигурност са ни придвижвали доста. Но мисля, че бих казал, че прогнозите за времето са обикновено по обективни мерки, те са много по-точни, отколкото преди. Те никога няма да бъдат перфектни, но ние напредваме.

Днес благодарим на мисията Aqua на НАСА, подобрявайки познанията ни за нашата родна планета чрез сателитни наблюдения.

Слушайте 90-секундните и 8-минутни интервюта на EarthSky с Рон Джеларо на спътника Aqua и прогнозата на времето (в началото на страницата)