من يتولى القيادة في توقعات الطقس الشهرية؟ ✛

الأصل: "An Earth-System-Oriented View of the S2S Predictability of North American Weather Regimes"
arXiv:2409.08174 · 2024-09-12 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
الغلاف الجوي والمحيط واليابسة يتناوبون على المساعدة في توقع الطقس لفترة تتراوح بين أسبوع وشهرين.

تخيّل أوركسترا تعزف بدون قائد. تبدأ آلات النفخ، ثم تظهر الآلات الوترية، وأحيانًا تنفرد آلات الإيقاع. هكذا هو الطقس فوق أمريكا الشمالية: الغلاف الجوي والمحيط واليابسة يتناوبون على الدور الرئيسي عند الحاجة إلى توقع الطقس لفترة تتراوح بين أسبوع وشهرين.

أنماط الطقس هي صور مستقرة لحركة الهواء تحدد ما إذا كان الشتاء دافئًا أو الصيف ممطرًا. هناك أربعة أنماط رئيسية، بالإضافة إلى أيام لا يوجد فيها نمط واضح. درّب العلماء نماذج حاسوبية، حيث تلقى كل نموذج بيانات من مصدر واحد فقط: على سبيل المثال، درجة حرارة المحيط أو رطوبة التربة. بهذه الطريقة أمكن معرفة أي من "العازفين" أكثر أهمية في الآفاق الزمنية المختلفة.

في الأسبوعين الأولين، يلعب الغلاف الجوي الدور الرئيسي. فهو يتغير بسرعة ويتذكر الحالة الأخيرة. لكن بحلول الأسبوع الثامن، يلحق به المحيط واليابسة، لأنهما يتغيران ببطء ويحتفظان بالمعلومات لفترة أطول.

يؤثر الموسم أيضًا على توازن القوى. في الشتاء والصيف، يكون توقع الطقس أسهل منه في الربيع والخريف، لأن الغلاف الجوي يميل إلى البقاء في نمط واحد لفترة أطول. بالنسبة لبعض الأنماط، يكون المحيط أكثر أهمية، وبالنسبة لأنماط أخرى، يكون الجليد البحري أو رطوبة التربة أكثر أهمية. إذا عرف خبراء الأرصاد الجوية مصدر المعلومات الأكثر أهمية في حالة معينة، فستصبح التوقعات الشهرية أكثر دقة.

يتغير تكرار نمط "لا نمط" من 18% في الشتاء إلى 44% في الصيف، مما يجعل توقعات الصيف صعبة بشكل خاص: يكون الغلاف الجوي في كثير من الأحيان في حالة انتقالية دون بنية واسعة النطاق واضحة.

في رواية كيم ستانلي روبنسون "أربعون علامة للمطر"، يحاول العلماء توقع التغيرات المفاجئة في أنماط الطقس بسبب توقف تيار الخليج. يتقاطع هذا البحث مع تلك الفكرة: فهو يُظهر أي المكونات البطيئة لنظام الأرض يمكن أن تكون مؤشرات مبكرة لتغير أنماط الدوران.

F1 = 2 \times \frac{\text{Precision} \times \text{Recall}}{\text{Precision} + \text{Recall}}
المتوسط التوافقي للدقة والاستدعاء، يُستخدم كمقياس هدف عند تحسين المعاملات الفائقة
العلماء
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
المفاهيم
spring predictability barrier Forecast lead تنبؤ seasonal cycle NOAA CPC NOAA PMEL / TAO Westerly wind burst seasonal forcing IRI Southern Oscillation North Atlantic Oscillation El Niño ENSO TAO/TRITON moorings forecasting طقس فضائي natural variability predictability Jin-Timmermann model مناخ