Klimatologlar ve meteorologlar, hava tahminlerini hesaplamak ve yapmak için veri, gelişmiş hesaplama gücü ve karmaşık tahmin modellerinin bir kombinasyonunu kullanır.
Süreci bir bütün olarak anlamak için tek tek tahmin adımlarının her birine kendi başımıza bakarsak, en mantıklısı olacaktır.
Veri toplama
Meteorologlar, hava durumu verilerini toplamak için gezegendeki sensörlerden ve cihazlardan çok sayıda okuma kullanır. Bu, yerdeki, okyanustaki ve havadaki sensörleri ve ayrıca önemli kararlar ve doğru tahminler almaları için gereken verileri toplamak için boşlukları içerir.
Kara tabanlı radar sistemleri , uzak hava istasyonları, okyanus şamandıraları, hava balonları ve uydular , hepsi bir hava durumu hizmeti tarafından toplanan ve işlenen veri kaynaklarının yalnızca birkaç örneğidir.
(Bir hava balonunun tam olarak ne olduğu ve meteorolojik verilerin toplanmasında ne gibi bir rol oynadığı konusunda biraz kafa karışıklığı var . Bu makalede ayrıntılı bir açıklama bulabilirsiniz . )
Bununla birlikte, en önemli veri kaynaklarından biri, bir referans kaynağı olarak kullanılması zorunlu olan büyük tarihsel hava durumu verileri kaydıdır. Bu olmadan, gelecekteki hava koşullarını doğru bir şekilde hesaplamak için geçmiş hava olaylarının kaydına ihtiyaç duyan tahmin modellerinden yararlanmak imkansız olurdu.
Ham Hesaplama Gücüyle İşleme
Her gün gezegenin üzerinde bir milyondan fazla sensör okuması toplanıyor. Geçmiş verilerle dolu dağlarla birleştiğinde, hava durumu hizmetlerinin bu veri hacmini işlemek için ciddi bir hesaplama gücüne ihtiyacı vardır.
Tek bir bilgisayarın, ne kadar güçlü olursa olsun, bu verilerin bir kısmını bile işlemeye başlaması mümkün değildir.
ECMWF (Avrupa Orta Menzilli Hava Tahminleri Merkezi) , tüm bu verileri işlemek için gereken boyut ve gücü size göstermek için , verilerini depolamak ve işlemek için bir Cray süper bilgisayarı kullanır.
50 metrik tondan daha ağırdır ve çok sayıda klimalı koridoru kaplar. Ve verileri birden çok petaflop’ta işleyebilir!
Petaflop’un ne olduğunu merak ediyor olabilirsiniz … Petaflop, saniyede bin milyon milyon komut hıza verilen addır.
( Sadece bir uyarı: Kafanı bu sayının etrafına dolamak için fazla uğraşma. Denedim ve sahip olduğum tek şey büyük bir baş ağrısıydı.)
Evet, büyük miktarda veriyi işlemek için gereken bilgi işlem gücü miktarı budur. Ve bugün sahip olduğumuz modeller, meteorologların şu anda kullandığı ve sürekli olarak geliştirdikleri tahmin modellerinden tamamen yararlanacak kadar güçlü değil.
Bu süper bilgisayarların ve veri depolama sistemlerinin büyük bir bölümü, yalnızca geçmiş hava durumu verilerini depolamaya ve işlemeye ayrılmıştır.
Ancak bu süper bilgisayar merkezleri, kendisine atılan tüm bu verileri nasıl ele alacaklarını bile nasıl biliyor?
Hava Tahmin Modelleri
Sayısal hava tahmini (NWP) geçen yüzyılda bilgisayarın geliştirilmesinden bu yana yoğun bir şekilde kullanıldı ve bu da tüm hava durumu verilerinin işlenmesini mümkün kıldı.
Hava ve iklimi hesaplamak için kullanılan bu sayısal tahmin denklemlerine hava tahmin modelleri denir.
Farklı hava olayları türleri için çok sayıda tahmin modeli vardır. İki küresel hava tahmin modeli genellikle meteorologlar ve klimatologlar tarafından güvenilen en doğru ve güvenilir modeller olarak kabul edilir.
ECMWF (Avrupa Orta Menzilli Hava Tahminleri Merkezi) , daha yaygın olarak Avrupa Hava Tahmin Modeli olarak bilinen modeli kullanır.
GFS (Amerikan Küresel Tahmin Sistemi) , daha yaygın olarak Amerikan Hava Tahmin Modeli olarak bilinen modeli kullanır.
Her iki model de son derece doğrudur ve küresel meteoroloji topluluğu tarafından son derece kabul görmektedir, ancak her birinin kendine özgü hava durumu tahmin yöntemleri vardır.
Bu tahmin modellerinden hesaplanan sonuçlar, normalde tüm tahmin sürecinin son adımıdır.
