Peramalan cuaca

Peramalan cuaca ialah aplikasi sains dan teknologi untuk meramal keadaan atmosfera untuk lokasi tertentu. Manusia telah mencuba untuk meramal cuaca secara tidak formal selama beribu-ribu tahun, dan secara formal sejak abad kesembilan belas. Ramalan cuaca dibuat dengan mengumpulkan data kuantiti mengenai keadaan atmosfera semasa di sesebuah tempat tertentu dan menggunakan pemahaman saintifik mengenai proses atmosfera untuk menjangkakan cara atmosfera akan berubah ansur di tempat itu.

Sesuatu yang dahulunya usaha manusia berasaskan perubahan tekanan barometrik, keadaan cuaca semasa, dan keadaan langit, ramalan cuaca kini bergantung kepada model berasaskan komputer yang mengambil banyak faktor atmosfera. Input manusia masih diperlukan untuk memilih model ramalan terbaik untuk mendasarkan ramalan, yang melibatkan kemahiran mengenali corak, sambungan jauh, pengetahuan mengenai prestasi model, dan pengetahuan mengenai bias model. Ketidaktepatan peramalan adalah disebabkan oleh suasana atmosfera yang huru-hara, kuasa pengiraan besar-besaran yang diperlukan untuk menyelesaikan persamaan-persamaan yang menggambarkan atmosfera, kesilapan yang terlibat semasa pengukuran keadaan awal, dan pemahaman yang tidak lengkap terhadap proses-proses atmosfera. Oleh itu, ramalan menjadi kurang tepat apabila perbezaan masa semasa dan masa yang ramalan dibuat (julat ramalan) meningkat. Penggunaan konsensus dan model konsensus membantu mengurangkan kesilapan dan memilih hasil yang paling mungkin.

Terdapat pelbagai kegunaan akhir untuk ramalan cuaca. Amaran cuaca adalah ramalan penting kerana ia digunakan untuk melindungi nyawa dan harta benda. Ramalan berdasarkan suhu dan pemendakan adalah penting untuk pertanian, dan oleh itu pada pedagang dalam pasaran komoditi. Ramalan suhu digunakan oleh syarikat utiliti untuk menganggar permintaan pada hari-hari yang akan datang. Pada setiap hari, orang menggunakan ramalan cuaca untuk menentukan apa yang dipakai pada hari tertentu. Memandangkan aktiviti luaran dikurangkan dengan hujan lebat, salji dan angin sejuk, ramalan boleh digunakan untuk merancang aktiviti-aktiviti di sekitar acara-acara ini, dan merancang dan meneruskannya. Pada tahun 2014, AS membelanjakan $ 5.1 bilion untuk ramalan cuaca.

Sejarah

Ramalan purba
Selama beribu tahun orang telah cuba meramalkan cuaca. Pada tahun 650 SM, orang Babilonia meramalkan cuaca dari corak awan dan juga astrologi. Pada sekitar 350 SM, Aristotle menggambarkan corak cuaca dalam bukunya Meteorologica. Kemudian, Theophrastus menyusun buku mengenai peramalan cuaca, yang dikenali sebagai Buku Petanda. Mitos ramalan cuaca di China menyelurusi sekurang-kurangnya sehingga 300 SM, yang juga sekitar zaman astronomi India kuno telah membangunkan kaedah ramalan cuaca. Di zaman Perjanjian Baru, Kristus sendiri merujuk kepada pemahaman dan pemahaman corak cuaca tempatan, dengan berkata, "Pada waktu petang tiba, kamu berkata, 'Ini akan menjadi cuaca yang baik, kerana langit merah' dan pada waktu pagi, 'Hari ini akan ribut, kerana langit merah dan mendung. 'Anda tahu bagaimana untuk menafsirkan rupa langit, tetapi anda tidak boleh mentafsirkan tanda-tanda zaman."

Pada tahun 904 Masihi, Pertanian Nabatean karya Ibn Wahshiyya membincangkan ramalan cuaca berdasarkan perubahan atmosfera dan tanda-tanda dari perubahan planet astral; Tanda-tanda hujan berdasarkan pemerhatian fasa lunar; Dan ramalan cuaca berdasarkan pergerakan angin.

Kaedah ramalan cuaca purba biasanya bergantung kepada corak peristiwa yang diperhatikan, juga dikenali sebagai corak pengiktirafan. Sebagai contoh, ia mungkin diperhatikan bahawa sekiranya matahari terbenam sangat merah, hari berikutnya sering membawa cuaca yang baik. Pengalaman ini terkumpul selama beberapa generasi untuk menghasilkan tradisi cuaca . Walau bagaimanapun, tidak semua ramalan-ramalan ini terbukti boleh dipercayai, dan banyak darinya telah didapati tidak melepasi ujian statistik yang ketat.

Kaedah moden

Ia hanyalan dengan penciptaan telegraf elektrik pada tahun 1835 barulah ramalan ramalan cuaca moden bermula. Sebelum itu, laporan cuaca di tempat yang jauh paling cepat yang boleh dihantar adalah kira-kira 100 batu sehari 160 km/d), tetapi kebiasanya hanyalah lebih 40-75 batu sehari (60-120 km / hari) (sama ada di daratan atau melalui laut). Pada akhir 1840-an, telegraf membenarkan laporan keadaan cuaca dari kawasan yang luas untuk diterima hampir serta-merta, membolehkan ramalan cuaca dibuat menggunakan pengetahuan mengenai keadaan cuaca lebih jauh dari arah angin datang.

Dua lelaki yang dikreditkan dengan kelahiran ramalan cuaca melalui sains adalah pegawai Angkatan Laut Diraja Francis Beaufort dan anaknya Robert FitzRoy . Kedua-duanya merupakan orang berpengaruh di kalangan tentera laut dan kerajaan British, dan sungguhpun diperolok-olokkan oleh akhbar pada masa itu, kerja mereka mendapat kepercayaan saintifik, diterima oleh Angkatan Laut Diraja, dan membentuk asas untuk semua ramalan ramalan cuaca hari ini.

Beaufort mencipta Skala Kekuatan Angin dan pengekodan Notasi Cuaca, yang dia akan gunakan dalam jurnalnya bagi baki hayatnya. Beliau juga mempromosikan perkembangan jadual air pasang-surut yang boleh dipercayai di sekitar pantai British, dan bersama rakannya, William Whewell, memperluaskan rekod cuaca pada 200 stesen pengawal pantai British.

Robert FitzRoy dilantik pada tahun 1854 sebagai ketua jabatan baru dalam Lembaga Perdagangan untuk menangani pengumpulan data cuaca di laut sebagai perkhidmatan kepada pelaut. Ini merupakan pelopor Pejabat Meteorologi moden. Semua kapten kapal telah ditugaskan untuk mengumpulkan data mengenai cuaca dan mengiranya, dengan menggunakan peralatan yang diuji yang dipinjamkan untuk tujuan ini.

Ribut pada tahun 1859 yang mengakibatkan kehilangan kapal Royal Charter ("Piagam Diraja") mengilhamkan FitzRoy untuk membangunkan carta untuk membolehkan ramalan dibuat, yang dipanggilnya "ramalan cuaca" , dengan itu mencipta istilah "ramalan cuaca". Lima belas stesen daratan telah ditubuhkan untuk menggunakan telegraf baru untuk menghantar kepadanya laporan harian cuaca pada waktu yang ditetapkan yang membawa kepada perkhidmatan amaran ribut yang pertama. Perkhidmatan amarannya untuk perkapalan dimulakan pada bulan Februari 1861, dengan penggunaan komunikasi telegraf. Ramalan cuaca harian pertama diterbitkan dalam The Times pada tahun 1861. Pada tahun berikutnya satu sistem telah diperkenalkan bagi menaikkan kon amaran ribut di pelabuhan utama apabila ribut kuat dijangka. "Buku Cuaca" yang diterbitkan oleh FitzRoy pada tahun 1863 jauh lebih awal berbanding pandangan saintifik pada masa itu.

Ketika rangkaian telegraf elektrik berkembang, membolehkan penyebaran amaran yang lebih pesat, rangkaian pemerhatian nasional telah dibangunkan yang kemudiannya boleh digunakan untuk menyediakan analisis sinoptik. Peralatan untuk merakam perubahan variasi pada parameter meteorologi menggunakan fotografi telah dibekalkan kepada stesen pemerhatian dari Observatorium Kew - kamera-kamera ini telah dicipta oleh Francis Ronalds pada tahun 1845 dan barografnya sebelum ini digunakan oleh FitzRoy.

Untuk menyampaikan maklumat yang tepat, ia menjadi perlu untuk mempunyai perbendaharaan kata standard menggambarkan awan; Ini dicapai melalui satu siri klasifikasi yang pertama kali dicapai oleh Luke Howard pada tahun 1802, dan diseragamkan dalam International Cloud Atlas ("Atlas Awan Antarabangsa") pada tahun 1896.

Ramalan angka 

Ia hanyalah pada abad ke-20 barulah kemajuan dalam pemahaman fizik atmosfera membawa kepada ramalan ramalan cuaca berangka moden. Pada tahun 1922, saintis Inggeris Lewis Fry Richardson menerbitkan "Prediksi Cuaca Mengikut Proses Berangka" ("Weather Prediction By Numerical Process"), selepas menjumpai nota dan hasilan yang dibuatnya semasa beliau bekerja sebagai pemandu ambulans dalam Perang Dunia I. Dia menerangkan tentang bagaimana istilah-istilah kecil dalam persamaan dinamika bendalir prognostik aliran atmosfera boleh diabaikan, dan skema pembezaan terhingga dalam masa dan ruang boleh dibuat, untuk membolehkan penyelesaian ramalan berangka ditemui.

Richardson membayangkan sebuah auditorium besar beribu-ribu orang yang melakukan pengiraan dan menyampaikannya kepada orang lain. Bagaimanapun, bilangan pengiraan yang diperlukan adalah terlalu besar untuk diselesaikan tanpa menggunakan komputer, dan saiz langkah grid dan masa yang diperlukan bagi pengiraan menyebabkan keputusan tidak realistik bagi memperluaskan sistem tersebut. Ia kemudian dijumpai, melalui analisis berangka, ini disebabkan oleh ketidakstabilan berangka. Ramalan cuaca berkomputer pertama dilakukan oleh pasukan meteorologi Amerika Jule Charney, Philip Thompson, Larry Gates, dan meteorologi Norway Ragnar Fjørtoft dan ahli matematik gunaan John von Neumann, dengan bantuan pengaturcara ENIAC Klara Dan von Neumann.  Amalan penggunaan ramalan cuaca berangka bermula pada tahun 1955, didorong oleh perkembangan komputer elektronik yang boleh diprogramkan.

Penyiaran

Ramalan cuaca pertama kali diterbitkan dalam The Times pada 1 Ogos 1861, dan peta cuaca pertama dihasilkan pada lewat tahun yang sama. Pada tahun 1911, Pejabat Met mulai mengeluarkan ramalan cuaca marin pertama melalui penghantaran radio. Ini termasuk amaran ribut dan taufan untuk kawasan sekitar Great Britain. Di Amerika Syarikat, ramalan radio awam pertama dibuat pada tahun 1925 oleh Edward B. "EB" Rideout, di WEEI , stesen Edison Electric Illuminating di Boston. Rideout berasal dari Biro Cuaca AS , seperti peramal cuaca WBZ G. Harold Noyes pada tahun 1931.

Ramalan cuaca pertama di dunia televisyen, termasuk penggunaan peta cuaca, disiarkan secara eksperimen oleh BBC pada tahun 1936. Ini dilaksanakan pada tahun 1949 selepas Perang Dunia II. George Cowling memberikan ramalan cuaca pertama semasa siaran di hadapan peta pada tahun 1954. Di Amerika, ramalan televisyen eksperimen dibuat oleh James C Fidler di Cincinnati pada 1940 atau 1947 pada Rangkaian Televisyen DuMont. Pada penghujung 1970-an dan awal 80-an, John Coleman, penyampai cuaca pertama di Good Morning America ABC-TV, mempelopori penggunaan maklumat satelit cuaca pada skrin dan ramalan komputer untuk ramalan televisyen. Coleman adalah pengasas bersama The Weather Channel (TWC) pada tahun 1982. TWC kini merupakan rangkaian kabel 24 jam. Beberapa saluran cuaca telah memulakan penyiaran bagi program siaran langsung seperti YouTube dan Periscope untuk merangkumi lebih ramai penonton. Seorang ahli meteorologi, Jeff Matthews, mengubah medium daripada meramalkan secara langsung semasa siaran televisyen untuk meramalkan secara langsung di Periscope di bawah nama " Weathertainment ", menjadi meteorologi pertama untuk menyampaikan ramalan harian melalui aplikasi streaming hidup ... dan dengan demikian menjadikan ramalan cuaca, berinteraktif, dengan orang ramai.

Bagaimana model membuat ramalan

Aplikasi ketenteraan

Pasukan Tentera Diraja United Kingdom 
Tentera Laut Diraja

Tentera Laut Diraja United Kingdom, bersama dengan Pejabat Met United Kingdom, mempunyai cawangan pakar sendiri pemerhati cuaca dan ramalan, sebagai sebahagian daripada pengkhususan Hidrografi dan Meteorologi (HM), yang memantau dan meramal keadaan operasi di seluruh dunia, untuk memberikan maklumat yang tepat dan pada masanya maklumat cuaca dan oseanografi kepada kapal selam, kapal dan pesawat Cawangan Udara Armada.

Pasukan Tentera Udara Diraja

Satu unit mudah alih di RAF, bekerja dengan Pejabat Met United Kingdom, meramalan cuaca bagi kawasan-kawasan di mana British, dan anggota bersekutu dikerahkan. Satu kumpulan yang berpangkalan di Kem Bastion menyediakan ramalan bagi angkatan tentera British di Afghanistan.

Angkatan Bersenjata Amerika Syarikat

Tentera Laut Amerika Syarikat 
Similar to the private sector, military weather forecasters present weather conditions to the war fighter community. Military weather forecasters provide pre-flight and in-flight weather briefs to pilots and provide real time resource protection services for military installations. Naval forecasters cover the waters and ship weather forecasts. The United States Navy provides a special service to both themselves and the rest of the federal government by issuing forecasts for tropical cyclones across the Pacific and Indian Oceans through their Joint Typhoon Warning Center.

Sama dengan sektor swasta, peramal cuaca tentera membentangkan keadaan cuaca kepada masyarakat pejuang perang. Peramal cuaca tentera menyediakan taklimat cuaca pra-penerbangan dan semasa penerbangan bagi juruterbang dan menyediakan masa sebenar perkhidmatan perlindungan sumber untuk pangkalan tentera. Peramal tentera laut meliputi ramalan cuaca perairan dan kapal. Tentera Laut Amerika Syarikat menyediakan perkhidmatan khas untuk diri sendiri dan pada kerajaan persekutuan yang lain dengan mengeluarkan ramalan bagi siklon tropika di seluruh Pasifik dan Lautan India melalui Pusat Amaran Taufan Bersama mereka.

Tentera Udara Amerika Syarikat 
Di Amerika Syarikat, Cuaca Tentera Udara menyediakan ramalan cuaca untuk Tentera Udara dan Tentera. Peramal Tentera Udara meliputi operasi udara di kedua-dua operasi masa peperangan dan masa aman dan membekalkan sokongan pada Tentera; Juruteknik sains marin Pengawal Pantai Amerika Syarikat menyediakan ramalan kapal bagi pemecah ais dan pelbagai operasi lain dalam bidang mereka; dan peramal marine memberi sokongan kepada operasi daratan dan udara bagi kor Marin Amerika SYarikat. Semua empat cawangan tentera mengambil latihan teknikal meteorologi kerahan awal mereka di Pangkalan Tentera Udara Keesler. Peramal tentera dan awam secara aktif bekerjasama dalam menganalisis, mencipta dan mengkritik produk ramalan cuaca.

Lihat juga

Rujukan

Bacaan lanjut

Pautan luar

Agensi meteorologi
Ini ialah pertubuhan meteorlogi akademik atau kerajaan. Kebanyakan menyediakan sekurang-kurangnya ramalan terhad untuk kawasan minat sendiri di tapak sesawang.
 The World Meteorological Organization
 European Centre for Medium Range Weather Forecasting (ECMWF)
 Australian Bureau of Meteorology
 Royal Meteorological Institute of Belgium
 Environment Canada Weather Office 
 Finnish Meteorological Institute
 French National Meteorological Service 
 Indian Meteorological Department(IMD)
 National Centre for Medium Range Weather Forecast (NCMRWF)
 Indian Institute of Tropical Meteorology (IITM)
 National Atmospheric Research Laboratory (NARL)
 Pakistan Meteorological Department
 The Hellenic National Meteorological Service (Greece)
 Hong Kong Observatory
 Met Éireann (Ireland)
 Italian Air Force (Aeronautica Militare) Meteorological Service
 Korea Meteorological Administration
 New Zealand MetService
 South African Weather Service
 Meteo Suisse (Swiss Weather Agency) 
 The Met Office of the UK
 yr.no (a joint online weather service from the Norwegian Meteorological Institute (met.no) and the Norwegian Broadcasting Corporation (NRK))
 Unidad de Meteorología - IVIC (Meteorology Unit - Venezuela Institute of Scientific Research) 
 Instituto Nacional de Hidrometeorología 
 National Meteorological Service of Slovenia based on Academa Application server and WebMet
 Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos at INPE (Brazil)

Pautan luar lain
 Economic history and impact of weather forecasting  from EH.net
 Dynamic Weather Forecaster Iowa State University's online educational tool for weather forecasting
 "World Weather News by Radio" Popular Mechanics, January 1930, pp. 50–55, article on international weather report systems set up after World War One, using wireless broadcasting from various stations and ships world wide
 New Technology Allows Better Extreme Weather Forecasts; New technology that increases the warning time for tornadoes and hurricanes could potentially save hundreds of lives every year April 17, 2012
 Current aviation weather charts for the Americas, Europe, Asia, Africa, the Atlantic and Pacific oceans

Peramalan cuaca
Penyiaran