Pronòstic meteorològic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Pronòstic de les pressions de superfície a Amèrica del nord

El pronòstic meteorològic o la previsió meteorològica, predicció meteorològica, predicció del temps, predicció de l'oratge és l'aplicació de la ciència i la tecnologia per a predir l'estat de l'atmosfera terrestre en un temps futur en una localitat determinada.

De manera empírica la humanitat ha predit el temps a curt termini. En l'actualitat es fan servir models de predicció númèrica. La naturalesa de l'atmosfera és caòtica i es requereix una gran capacitat de càlcul per a resoldre les equacions que descriuen l'atmosfera, els errors implicats en la mesura de les condicions inicials i la comprenssió incompleta dels processos atmosfèrics fa que els pronòstics no siguin del tot acurats.

Els pronòstic són importants perquè serveixen per fer avisos que protegeixen les vides i les propietats. Els pronòstic basats en la temperatura i la precipitació són importants en agricultura i en el trànsit i el comerç de tot tipus. A nivell diari són útils per a escollir la roba que s'ha de dur. En els esports a l'aire liure poden decidir la diferència entre celebrar-se o no.

Història[modifica | modifica el codi]

Mapa meteorològic a Europa, 10 de desembre de 1887

Durant mil·lennis la humanitat ha intentat fer la predicció del temps meteorològic. El 650 aC a Babilònia van intentar predir l’oratge per la forma dels núvols i els coneixements de l’astrologia.[1] Cap a l’any 340 aC Aristòtil va descriure el patrons meteorològics a la seva obra Meteorològica.[2] Més tard, Teofrast compilà la predicció meteorològica en un llibre anomenat Llibre dels Senyals.[3] A la Xina la predicció meteorològica es va estendre com a mínim des de l’any 300 aC.,[4] dates compartides amb les prediccions més antigues de l’India.[5] L’any 904 de la nostra era, Ibn Wahshiyya en el marc de la Revolució de l’Agricultura a l’Islam va analitzar els pronòstics meteorològics com a senyals de canvis atmosfèrics i de les alteracions astrals planetàries; signes de pluja basats en les observacions de les fases de la Lluna i pronòstics basats en els moviments del vent.[6]

Els mètodes de pronòstic antics es basaven normalment en reconeixements dels patrons observats. Per exemple, una posta de sol particularment vermella pot implicar bon temps el dia següent. Tanmateix no totes aquestes observacions són de fiar.[7]

No va ser fins que es va inventar el telègraf elèctric l’any 1835 quan va començar l’era moderna dels pronòstics meteorològics.[8] Abans d’aquest invent no es podia transportar de forma ràpida la informació, ja que el tren també s’acabava d’inventar. A finals de la dècada de 1840 el telègraf ja va aconseguir una gran expansió i permetia rebre la informació meteorològica de manera gairebé instantània,[9] permetent pronòstics com els que van fer ja Francis Beaufort (autor de l’Escala de Beaufort) i Robert Fitzroy (que desenvolupà el tipus de baròmetre de Fitzroy). Els seus pronòstics, encara que van ser ridiculitzats per la premsa del seu temps, van rebre l’acceptació de la Royal Navy, i formen la base del coneixement meteorològic actual.[10] Va ser necessari, cap a la dècada de 1890, estandarditzar el vocabulari per descriure els núvols i fer-ne un atlas.

Al segle XX hi va haver grans progressos. La possibilitat de la predicció numèrica va ser proposada per Lewis Fry Richardson el 1922,[11] però com que no existien els ordinadors per a fer els grans càlculs, la predicció numèrica en la pràctica va començar el 1955.[12]

Als Estats Units el primer pronòstic, enès per la ràdio, es va emetre l’any 1925 per Edward B. "E.B." Rideout des de Boston.[13] Els pronòstics televisats es van iniciar a la dècada de 1940.[13][14]

Models de predicció[modifica | modifica el codi]

Recollida de les dades[modifica | modifica el codi]

Les observacions de superfície de la pressió atmosfèrica, temperatura, velocitat del vent i la seva direcció, humitat i precipitació atmosfèrica es fan prop de la superfície de la Terra per part d’observadors entrenats, estacions meteorològiques automàtiques o boies meteorològiques. L’Organització Meteorològica Mundial (WMO) actua per estandarditzar els instruments, les pràctiques d’observació i calendari d’aquestes a tot el món. Les estacions o bé informen cada hora en informes METAR,[15] o cada sis hores en informes SYNOP.[16]

Les mesures de temperatura, humitat i vent sobre la superfície es troben amb el llançament de radiosondes en globus meteorològics.[17] Normalment les dades s’obtenen des de prop de la superfície fins a la meitat de l’estratosfera, a uns 21 km d’altitud.[18] En els darrers anys, s’incorporen també les dades d’avions comercials a través del sistema AMDAR principalment en els models numèrics.[19]

De manera creixent les dades de satèl·lits meteorològics es fan servir per la seva cobertura gairebé global.[20] Encara que les imatges en llum visible són molt útils pels predictors per veure el desenvolupament dels núvols, poca d’aquesta informació es pot usar en els models de predicció numèrica. Tanmateix les dades en infraroig (IR) es poden fer servir perquè donen informació de la temperatura en la part alta dels núvols.[21] També es pot seguir els moviment de núvols individuals per a obtenir informació de la direcció del vent. Tant els satèl·lits d’òrbita polar com els geosincrònics proporcionen sondatges de la temperatura i la humitat a través de l’atmosfera.[22] En comparació amb dades similars de les radiosondes, el satèl·lit té l’avantatge d’una cobertura global, però tanmanteix la informació és menys acurada.[23]

Els radars meteorològics proporcionen informació sobre on hi ha precipitació i sobre la seva intensitat, que es pot fer servir per estimar la precipitació acumulada en el temps.[24] Addicionalment, si es fa servir un radar d’impulsos Doppler es pot determinar la velocitat i direcció del vent.[25]

Huracà Rita, les prediccions poden salvar vides

Anàlisi de les dades[modifica | modifica el codi]

Durant el procés d’assimilació de dades la informació obtinguda per les observacions es fa servir en conjunció amb els pronòstics més recents dels models numèrics. Això produeix una representació en tres dimensions de les diferents variables meteorològiques, que s’anomena anàlisi meteorològica i estima l’estat de l’atmosfera en un instant determinat.[26]

Predicció numèrica[modifica | modifica el codi]

Els models de predicció meteorològica numèrica són simulacions d’ordinador de l’atmosfera. Prenen l’anàlisi al punt de partida i determinen l'evolució de l’estat de l’atmosfera al llarg del temps fent servir la física i la dinàmica de fluids. Resoldre les complicades equacions que regeixen els canvis en l’estat d’un fluid al llarg del temps requerix l’ús de superordinadors. Les dades de sortida del model proporcionen la base del pronòstic meteorològic.[27]

Dades de sortida després de processar-les[modifica | modifica el codi]

Les dades de sortida sense elaborar sovint es modifiquen abans de ser presentades com a pronòstic. Això es pot fer en forma de tècniques estadístiques per eliminar biaixos coneguts al model o per ajustament, tenint en compte el consens amb altres pronòstics numèrics.[28] El model estadístic MOS és una tècnica per interpretar dades de sortida dels models numèrics i representa una guia en llocs específics. Aquesta guia es presenta en forma de codi numèric i als Estats Units es pot obtenir de gairebé totes les seves estacions meteorològiques.

Tècniques[modifica | modifica el codi]

Persistència[modifica | modifica el codi]

El mètode més simple de pronòstic del temps es basa en conèixer les condicions d’avui per prediure les de demà. Aquest pot ser un sistema adequat si la situació meteorològica és estable com passa en l’estació seca dels tròpics. Aquest mètode de pronòstic depèn en gran manera d’un patró estancat de temps meteorològic. Pot ser útil en un pronòstic a curt termini.[29]

Ús del baròmetre[modifica | modifica el codi]

Fer servir la pressió baromètrica i la tendència de la pressió (el canvi de la pressió al llarg del temps) és una tècnica de predicció usada des del segle XIX.[30] Com més gran sigui el canvi de la pressió, més important serà el canvi del temps que es pot esperar. Si la pressió baixa ràpidament vol dir que s’acosta un sistema de baixes pressions i hi ha una gran probabilitat de pluja. L’establiment d’un sistema d’altes pressions està associat amb la millora de les condicions meteorològiques, com són els cels clars.[31]

Mirant al cel[modifica | modifica el codi]

Condicions d’humitat a gran altitud indiquen assenyalen arribada de temps humit.

Junt amb la tendència de la pressió fer servir les condicions del cel és un dels paràmetres més importants, especialment en zones muntanyoses. L’engruiximent de la capa de núvols o l’envaïment de núvols més alts és indicatiu de pluja propera. La boira matinera pot indicar bones condicions (temps no plujós) ja que les condicions de pluja estan precedides per vent o núvols que fan que no es formi la boira. L’aproximació d’una línia de tempesta pot indicar l’aproximació d’un front fred. El cel sense núvols indica bon temps a curt termini.[32]

Pronòstic a 6 hores[modifica | modifica el codi]

El pronòstic en les properes 6 hores (més conegut en anglès com a nowcasting)[33] pot ser raonablement acurat.

Ús de models de predicció[modifica | modifica el codi]

Un exemple de predicció numèrica a 500 mbar

En el passat el pronosticador humà generava tot el pronòstic sobre les observacions disponibles.[34] Actualment les dades humanes estan confinades a la tria d’un model basat en diversos paràmetres.[35] Fent servir un consens de models de predicció, com també un conjunt de membres de diversos models, pot ajudar a reduir l’error del pronòstic.[36] Però, malgrat que l’error sigui petit, en un sistema són possibles grans errors en un model determinat.[37] Els models han de ser comprensibles per l’usuari.[38]

Tècniques d’analogia[modifica | modifica el codi]

La tècnica d’analogia és un sistema complex de pronòstic i requereix recordar una situació meteorològica anterior que s’espera que s'assembli a la futura. El que fa aquesta tècnica difícil és que rarament hi ha una analogia perfecta per un esdeveniment meteorològic del futur.[39] És útil per a observar la pluja al llarg del temps sobre els oceans,[40] com també les quantitats de precipitació i la seva distribució en el futur. En pronòstic a mitjà termini es fa servir una tècnica similar (anomenada teleconnexions).[41] Un exemple de teleconnexions es fa servir utilitzant els fenòmens relacionats amb el Niño ENSO.[42]

  • Model d’analogia – Model basat en similituds entre el sitema en estudi i altres sistemes o processos.
  • Model analític – Model basat en mètodes clàssics com el càlcul i l’àlgebra per resoldre sèries d’equacions.
  • Model conceptual – Una representació simplificada del sistema que s’examina.
  • Model continu – Fa servir simulació contínua, oposat al model de l’esdeveniment simple.
  • Model determinístic – Produeix la mateixa sortida de dades per una dada d’entrada sense considerar el risc o l’incertesa.
  • Model empíric – Model representat per un procés simplificat basat en les observacions, mesuraments o experiència pràctica més que no pas en uns principis o teoria.
  • Model explícit – Un model numèric que fa servir valors de paràmetres o variables desconegudes com a primer pas d’algorismes computacionals.
  • Model implícit – Un model numèric que fa servir valors de paràmetres o variables desconegudes al final d’algorismes computacionals.
  • Model equilibrat de massa – Basat en la conservació de la massa i l’equilibri de les dades d’entrada i sortida.
  • Model numèric – Model que fa servir el mètode numèric per resoldre equacions.
  • Model unidimensional – Model que inclou només una dimensió espaial.
  • Model pseudodeterminístic – Model semidistribuït.
  • Model estocàstico-matemàtic – Model que inclou elements estadístics.
  • Model bidimensional – Model que inclou dues dimensions espaials.

Estats del temps atmosfèric[modifica | modifica el codi]

Usos públics[modifica | modifica el codi]

Exemple de pronòstic a dos dies

La majoria dels usuars dels pronòstics són membres del públic en general. Les tempestes poden donar vents forts i llamps perillosos, potencialment mortals,[43] i pedregades nocives. Les grans pluges o nevades porten problemes al trànsit i el comerç,[44] com també inundacions.[45] Les calorades i les fredorades poden danyar les infraestructures i les secades poden causar molts danys en la vegetació.

Diversos organismes oficials fan servir agències per donar pronòstics, alertes i avisos al públic per tal de protegir les vides i propietats i matenir els seus interessos comercials. Cal tenir en compte a qui va dirigida la informació meteorològica.[46] Tradicionalment els diaris, la televisió i la ràdio han estat els principals informadors al públic general. El paper d’internet és més recent.[47]

Trànsit aeri[modifica | modifica el codi]

Núvol de fum de l’erupció de 2008 del volcà Chaitén des de la Patagònia

L’aviació és molt sensible a la meteorologia: per exemple la boira pot impedir les maniobres d'aterratge o enlairament.[48] La turbulència i el gel a les ales dels avions són riscos importants.[49] Les tempestes són perilloses per la turbulència que originen,[50] el gel i la pedregada provoquen danys als aparells quan volen.[51] La cendra dels volcans és també un problema important, ja que els motors poden perdre energia.[52] Els avions tracten d’aprofitar l’energia del corrent en jet.[53] Abans d’enlairar-se els avions han de saber les condicions meteorològiques cap a la seva destinació.[54]

En el mar[modifica | modifica el codi]

L’ús comercial i recreatiu de les vies marítimes pot quedar significativament limitat per la direcció del vent i la seva velocitat, la periodicitat i alçada de les onades, les marees i la precipitació. Aquests factors poden influenciar la seguretat del trànsit marítim. Conseqüentment, s’han establert una varietat de codis transmesos per ràdio, per exemple el pronòstic MAFOR.[55] Es poden rebre els pronòstics a través de RTTY, Navtex i Radiofax.

Agricultura[modifica | modifica el codi]

Els agricultors confien en els pronòstic per decidir la feina que faran. Per exemple per produir el fenc necessiten que l'herba es talli i s'assequi sobre el terreny amb un temps sec, ja que si no és així es pot podrir. Molts dies de sequedat, en canvi, poden perjudicar, entre altres, el rendiment del cotó i els cereals.[56] En el cas del moresc que ha granat malament encara es pot aprofitar per ensitjar tota la planta.[57] Les gelades, fins i tot les lleugeres, afecten especialment els fruits recent formats dels arbres fruiters.[58] En el cas dels cítrics, pel fet de madurar els fruits en l’estació freda, una temperatura d’uns -2,5 °C espatlla irreversiblement els fruits.[59] Amb un pronòstic adequat els agricultors són a temps de prendre mesures per evitar els efectes de la gelada o la gelada mateixa, com són engegar torres ventiladores que desfacin la capa d’inversió tèrmica o regar per aspersió per fer una capa de gel sobre els arbres que protegeixi la vegetació i eviti que la temperatura davalli més enllà del llindar de congelació.

Forestal[modifica | modifica el codi]

En el món forestal els pronòstics de vent, precipitació i humitat serveixen per la prevenció o evitar els incendis forestals. Especialment perillosa és la situació meteorològica d’altes temperatures i molt baixa humitat relativa. S’han elaborat diversos índexs com l’Índex meteorològic d’incendi forestal i l’Índex Haines, per a predir les zones amb més risc d’incendi forestal natural o bé per acció humana. També són predictibles les condicions ideals per l’atac de plagues d’insectes forestals.

Companyies de serveis[modifica | modifica el codi]

Unitat portàtil d’aire condicionat.

Les companyies d’electricitat i de gas confien en els pronòstics per anticipar-se als pics de la demanda. Per això fan servir els graus dia (de calor o de fred). Aquesta quantitat està basada en mitjanes de temperatura i el llindar que s’estableixi.[60] Fins i tot gràcies als pronòstics aquestes companyies poden estalviar a l'hora de comprar el combustible.

Sector privat[modifica | modifica el codi]

Les companyies privades cada vegada més paguen pels pronòstics meteorològics per incrementar els seus beneficis o evitar grans pèrdues.[61] Per exemple les cadenes de supermercats poden canviar els seus estocs anticipadament segons els canvis de consum per motius meteorològics. En el mercat de futur també es fan servir els pronòstics meteorològics, especialment en els agrícoles, més sensibles a l’oratge.[62]

Aplicacions militars[modifica | modifica el codi]

Emblema de JTWC (Centre de vigilància dels tifons)

En molts exèrcits hi ha serveis meteorològics militars amb un aspecte estratègic. Per exemple, ja durant la Segona Guerra Mundial els alemanys van destruir estacions meteorològiques aliades en llocs tan remots com les illes Svalbard de l’Àrtic però de gran importància estratègica. Els pronòstic meteorològics militars actuals proporcionen en temps real informació abans dels vols i en ple vol i informació per la protecció de les instal·lacions militars. Els pronòstics navals informen de les condicions marítimes. Els estats Units tenen un servei (JTWC) de vigilància de ciclons de l'oceaPacífic i l’Indic.[63]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Mistic House. Astrology Lessons, History, Prediction, Skeptics, and Astrology Compatibility. Retrieved on 2008-01-12.
  2. Meteorology by Lisa Alter
  3. Weather: Forecasting from the Beginning
  4. University of California Museum of Paleontology. Aristotle (384-322 B.C.E.). Retrieved on 2008-01-12.
  5. David Pingree. «THE INDIAN AND PSEUDO-INDIAN PASSAGES IN GREEK AND LATIN ASTRONOMICAL AND ASTROLOGICAL TEXTS» p. 141–195 [143–4]. [Consulta: 2010-03-01].
  6. Fahd, Toufic. , p. 842. «Botany and agriculture» , in Rashed, Roshdi; Morelon, Régis. Encyclopedia of the History of Arabic Science. 3. Routledge, 1996, p. 813–852. ISBN 0415124107. 
  7. Jerry Wilson. Skywatch Signs of the Weather. Retrieved on 2007-04-15.
  8. «Joseph Henry: Inventor of the Telegraph? Smithsonian Institution». [Consulta: 2006-06-29].
  9. Encyclopædia Britannica. Telegraph. Retrieved on 2007-05-05.
  10. Eric D. Craft. An Economic History of Weather Forecasting. Retrieved on 2007-04-15.
  11. Lynch, P. (2006). The Emergence of Numerical Weather Prediction. Cambridge U.P.
  12. Paul N. Edwards. Atmospheric General Circulation Modeling. Retrieved on 2007-02-16.
  13. 13,0 13,1 [enllaç sense format] http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-3401802621.html
  14. «Answers: Understanding weather forecasts». USA Today, 2006-02-08.
  15. National Climatic Data Center Key to METAR Surface Weather Observations. Retrieved on 2008-03-09
  16. UNISYS. SYNOP Data Format (FM-12): Surface Synoptic Observations. Retrieved on 2008-05-25.
  17. NASA. NAMMA Senegal Radiosonde and Tower Flux. Retrieved on 2008-05-25.
  18. Dian J. Gaffen. Radiosonde Observations and Their Use in SPARC-Related Investigations. Retrieved on 2008-05-25.
  19. Bradley A Ballish and V. Krishna Kumar. Investigation of Systematic Differences in Aircraft and Radiosonde Temperatures with Implications for NWP and Climate Studies. Retrieved on 2008-05-25.
  20. NASA Interactive Global Composite Weather Satellite Images. Retrieved on 2008-05-25
  21. NOAA Goes Eastern US Sector Infrared Image. Retrieved on 2008-05-25.
  22. Met Office Satellite applications. Retrieved on 2008-05-25.
  23. Tony Reale. ATOVS Sounding Products (ITSVC-12). Retrieved on 2008-05-25.
  24. Andrew Treloar and Peter Brookhouse. The use of accumulated rainfall maps from weather radar systems to assist wildfire detection reconnaissance. Retrieved on 2008-05-25.
  25. University of Washington. An improving forecast. Retrieved on 2007-04-15.
  26. UCAR. The WRF Variational Data Assimilation System (WRF-Var). Retrieved on 2008-05-25.
  27. United Kingdom Met Office. Numerical weather prediction. Retrieved on 2007-02-16.
  28. Daniel Andersson. Improved accuracy of surrogate models using output postprocessing. Retrieved on 2008-05-25.
  29. University of Illinois at Urbana-Champaign. Persistence Forecasting: Today equals Tomorrow. Retrieved on 2007-02-16.
  30. USA Today. Understanding air pressure. Retrieved on 2008-05-25.
  31. Weather Doctor. Applying The Barometer To Weather Watching. Retrieved on 2008-05-25.
  32. Mark Moore. Field Forecasting - A Short Summary. Retrieved on 2008-05-25.
  33. Glossary of Meteorology. Nowcast. Retrieved on 2008-05-25.
  34. NASA. Weather Forecasting Through the Ages. Retrieved on 2008-05-25.
  35. Klaus Weickmann, Jeff Whitaker, Andres Roubicek and Catherine Smith. The Use of Ensemble Forecasts to Produce Improved Medium Range (3-15 days) Weather Forecasts. Retrieved on 2007-02-16.
  36. Todd Kimberlain. Tropical cyclone motion and intensity talk (June 2007). Retrieved on 2007-07-21.
  37. Richard J. Pasch, Mike Fiorino, and Chris Landsea. TPC/NHC’S Review of the NCEP Production Suite for 2006. Retrieved on 2008-05-05.
  38. Roebber P. J. and Bosart L. F. The complex relationship between forecast skill and forecast value : A real-world analysis. Retrieved on 2008-05-25.
  39. Other Forecasting Methods: climatology, analogue and numerical weather prediction. Retrieved on 2006-02-16.
  40. Kenneth C. Allen. Pattern Recognition Techniques Applied to the NASA-ACTS Order-Wire Problem. Retrieved on 2007-02-16.
  41. Weather Associates, Inc. The Role of Teleconnections & Ensemble Forecasting in Extended- to Medium-Range Forecasting. Retrieved on 2007-02-16.
  42. Thinkquest.org. Teleconnections: Linking El Niño with Other Places. Retrieved on 2007-02-16.
  43. University of Illinois at Urbana-Champaign. Lightning. Retrieved on 2007-02-16.
  44. Associated Press. Upstate N.Y. residents dig out from heavy snow. Retrieved on 2008-05-25.
  45. National Flood Insurance Program. Flood Risk Scenarios: Flash Flood. Retrieved on 2008-05-25.
  46. National Weather Service. About NOAA's National Weather Service. Retrieved on 2007-02-16.
  47. Canadian Heritage. Primary Sources of Local Information. Retrieved on 2008-05-26.
  48. Government Printing Office. Title 14: Aeronautics and Space. Retrieved on 2008-05-26.
  49. Aircraft Owners and Pilots Association. Aircraft Icing. Retrieved on 2008-05-26.
  50. National Weather Service Forecast Office Dodge City, Kansas. Aviation Hazards They Didn’t Tell You About. Retrieved on 2008-05-26.
  51. Bureau of Meteorology. Aviation Hazards: Thunderstorms and Deep Convection. Retrieved on 2008-05-26.
  52. Volcanic Ash Aviation Hazard. Retrieved on 2008-05-26.
  53. Ned Rozell. Amazing flying machines allow time travel. Retrieved on 2008-05-08.
  54. National Weather Service. A Pilot's Guide to Aviation Weather Services. Retrieved on 2008-05-26.
  55. Great Lakes and Seaway Shipping. MAFOR Weather Code. Retrieved on 2008-05-27.
  56. Blair Fannin. Dry weather conditions continue for Texas. Retrieved on 2008-05-26.
  57. Dr. Terry Mader. Drought Corn Silage. Retrieved on 2008-05-26.
  58. Kathryn C. Taylor. Peach Orchard Establishment and Young Tree Care. Retrieved on 2008-05-26.
  59. Associated Press. After Freeze, Counting Losses to Orange Crop. Retrieved on 2008-05-26.
  60. Climate Prediction Center. Degree Day Explanation. Retrieved on 2008-05-25.
  61. CSIRO. Providing specialized weather forecasts. Retrieved on 2008-05-25.
  62. Stephen Jewson and Rodrigo Caballero. The Use of Weather Forecasts in the Pricing of Weather Derivatives. Retrieved on 2008-05-25.
  63. Joint Typhoon Warning Center. Joint Typhoon Warning Center Mission Statement. Retrieved on 2008-05-27.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Pronòstic meteorològic Modifica l'enllaç a Wikidata