Keressétek a Csúcsrajárás alkalmazást a Google Playen!
Keressétek a Csúcsrajárás alkalmazást a Google Playen!
Túráink közül
Muzsla 26
(2011-04-16)
Meggyõzõdtünk róla, hogy a Muzsla megmászása nem leányálom
Mostanában
Répáshuta kirándulás
(2024. február 13.)
Õszi kirándulás a Déli-Bükkben Répáshuta környékén
Lillafüred kirándulás
(2024. február 13.)
Körtúra Lillafüred-Felsõhámor környékén barlangokkal, forrásokkal, kilátókkal.
Kasprowy Wierch
(2024. január 30.)
Nyári túra a Lengyel-Tátrában a Gáspár-csúcsra
Lorenz-hágó
(2024. január 30.)
Átkelés a Lorenz-hágón a Magas-Tátra szlovák oldalán
Morskie Oko
(2024. január 30.)
Körtúra a Lengyel-Tátrában az Öt tó-völgyében és a Morskie Okonál
Hochschwab
(2024. január 30.)
A Hochschwab hófehér dolomitsziklái
Vereda da Ponta de Sao Laurenco
(2023. október 5.)
Madeira II - Vereda da Ponta de Sao Laurenco
Levada das 25 Fontes
(2023. október 4.)
Madeira IV - Levada das 25 Fontes
Pico Ruivo
(2023. október 4.)
Madeira V - A Kõris-hegyrõl a Kékesre
AK: Körösladány-Dévaványa
(2023. október 3.)
Rövid, de annál unalmasabb kéktúra az Alföldön

Az idõjárásjelentés és ami mögötte van

Rengeteg helyen olvastam fórumokon, láttam, miként fogadja a mai közvélemény a meteorológiát. Mit ért belõle és mit nem. Az egyik rádió reggeli mûsorában a mûsorvezetõ kijelentette, hogy a meteorológusok jósolnak. Kirázott a hideg. Jósolunk?

A Larousse enciklopédia szerint a 'jósol' ige többek között a következõt jelenti: Eseményt, állapotot a jövõ állítólagos ismeretében bekövetkezendõnek sejtet, mond. Be kell látnom, hogy a meteorológusok tényleg jósolnak, ennek ellenére érzékenyen érintett a téma. Ez körülbelül olyan, mint amikor egy evezõstõl megkérdezed, milyen csónakkal edz, vagy egy csillagásztól azt tudakolod hány évig járt az asztrológia szakra. Jósolunk? Igen, de az a kérdés hogyan.

Egy rádióadásban a hétvégi idõjárásról volt szó (többfelé várható zivatar ésatöbbi), és egy másik megjegyzés is elhangzott, valahogy így:"Nagyjából már eltalálják ezeket a nagyobb dolgokat (értsd: ciklonok, frontok), de ezekben a kis nüanszokban (pl. záporok, zivatarok) gyakran tévednek." Hogy miért emelem ki ezt és miért zavar? Mert azt sugallja, hogy a meteorológusok hibáznak, tévednek, találgatnak, azaz rosszul végzik a munkájukat. Pedig nem errõl van szó! Az apróbb "kis nüanszok" nem a meteorológus hibájából, mulasztásából következnek be ott és akkor, hanem rajta kívül álló okokból. Hogy miért? Ha végigolvasod ezt az írást, akkor a végén te is meg fogod tudni válaszolni ezt a kérdést.

Mi az, amit reggelente megkapunk a médiából? Pár perces szöveg (a tévében képekkel, esetlegesen grafikonokkal illusztrálva ), semmi több. Tényleg csak ennyi lenne a meteorológiai elõrejelzés? Kiáll egy jól öltözött hölgy, vagy úr és hadovál valamit felhõzetrõl, meg helyenként elõforduló csapadékról. Ennyi az egész? Otthon egyedül találja ki öt perc alatt, mit is mondjon el? Nos nem. Ami a rádión, tévén keresztül eljut hozzánk, csak egy jéghegy csúcsa. Egy speciális jéghegyé, ugyanis ennek nem 11%-a lóg a képzeletbeli vízfelszín fölé, hanem csak 4-5%-a. És a vízfelszín alá egy laikus nem lát be, nem tudja mi kell ahhoz, hogy ez a pár soros jelentés összejöjjön, ezért most megpróbálok átfogó
képet nyújtani, mi is zajlik a "víz alatt".

A szinoptikus dolgozik...
Azt a pár sort, amit a meteorológus összeállít és továbbít a hírközlõ szervek számára,- gondolom mindenki sejti - nem éjszaka álmodja meg bizonyos elmebódító nyugtatók hatására. Meteorológiai modellek elõrejelzéseibõl állítja össze. Nem egy modellbõl, hanem több számítást is figyelembe vesz.

Ott hever az asztalán - azaz a számítógépén - annak a pár modellnek az elõrejelzése, amelyekbõl neki -össze kell állítania azt az ominózus pár sort. Persze ez nem egyszerû, mert ahány modell, annyiféle eredmény. Tehát a szinoptikus - az a meteorológus, aki az elõrejelzés készítésével foglalkozik, nem színekkel foglalkozó látszerész:) - törheti a fejét, vajon most melyik modellt vegye figyelembe? Melyiknek adjon igazat? Melyik elõrejelzést kürtölje szét az országban? Általában azonban egyik mellett sem teszi le voksát, hanem a rendelkezésére álló számításokból és a tapasztalatait is felhasználva "gyúrja" össze a végsõ szöveget. Figyelembe veszi, hogy bizonyos idõjárási helyzetekben az egyik modell következetesen túlbecsüli a szelet, míg a másik a hõmérsékletre ad alacsonyabb értékeket.

Tehát most már tudjuk, hogy az a pár sor miként áll össze. De mik is azok a meteorológiai modellek?

Amikor a szuperszámítógép felpörög
A meteorológiai modell olyan bonyolult matematikai-fizikai egyenletrendszer, amely arra hivatott, hogy a légkör egy adott állapotát alapul véve, annak jövõbeli változásait megmutassa. Ez a gyakorlatban a következõképpen mûködik.
Vegyünk egy földfelszínre helyezett képzeletbeli térbeli rácsot, amelynek mondjuk, az x irányban 200, az y irányban 100 és z irányban (vertikálisan, függõlegesen) 50 pontja van (ennél a képzeletbeli rácsnál az általában megszokottól eltérõen a hosszúság az x, a mélység az y és a magasság a z), azaz összesen 200 * 100 * 50 = 1000000 (egymillió!) rácspontja van. A bonyolult egyenletrendszert meg kell oldani az összes rácspontban - azaz egymilliószor- és ezzel megkapjuk a légkör ráccsal lefedett részének egyik lehetséges jövõbeli állapotát egy jövõbeli idõpontra.

Azonban nehogy már csak egy jövõbeli idõpontra határozzuk meg a légkör állapotát, milyen kicsinyes dolog ez! Menjünk mondjuk el 2 napig óránként! Most van 2010.05.19 11 óra, tehát ha lefuttatjuk a modellt, lesz egy elõrejelzésünk egy órával késõbbre, 2010.05.19 12 órára, lesz egy elõrejelzésünk 2 órával késõbbre azaz 2010.05.19 13 órára....és végül lesz egy elõrejelzésünk 2010.05.21 11 órára is. És ugye minden egyes elõrejelzéshez 1000000 rácspontban kell kiszámolni a meteorológiai paramétereket, így a összesen 1000000 * 48, vagyis 48 millió!-szor kell megoldani az egyenletrendszert(már majdnem elértük a lottó ötös nyerési esélyét;) ). 48 millió még kenõpénznek is rengeteg, hát még ha egyenleteket kell megoldani!

Azonban ezt még lehet fokozni. Ugyanis, ha a fenti számításokat elvégezzük, csak a szélrõl, a hõmérsékletrõl, a nedvességrõl (nem a csapadékról!), a légnyomásról tudunk valamit, a többi paramétert még ki kell számolni, például a felhõzetet vagy a csapadékot. Ezt további számításokkal, különbözõ egyenletekkel lehet meghatározni.

Tehát rengeteg számítást kell elvégezni, és ezt egy egyszerû asztali számítógéppel nemigen lehetne végrehajtani elfogadható idõn belül, hiába fut rajta szaggatás nélkül a legnagyobb felbontásban a legújabb First Personal Shooter game. Mire a számolás végére érne, már érvényét is vesztené az elõrejelzés. Hiszen mit érnénk egy olyan elõrejelzéssel, amivel mondjuk 24 órára elõre tudunk számolni, de 30 óra alatt fut le a modellünk? Ezért olyan nagyteljesítményû számítógépekre van szükség, amelyek könnyedén megbírkóznak ekkora feladattal. Ráadásul azt még tudni kell, hogy a meteorológiai modellek naponta többször futnak!

Korábban azt írtam, hogy "ezzel megkapjuk a légkör ráccsal lefedett részének egyik lehetséges jövõbeli állapotát egy! jövõbeli idõpontra". Felmerülhet a kérdés : mi az hogy az egyik lehetséges állapotát? Ez tulajdonképpen annyit takar, hogy ahány model, annyiféle eredmény, amirõl ugye már esett szó a szinoptikus feladata során. Ugyanis a modellek különböznek, egyenleteik eltérnek, és ezért az eredményeik is mások lesznek.

Most már tudjuk, mik azok a meteorológiai modellek, és hogy mennyit kell számolni. De aki valamilyen szintû matematikát tanult, sejtheti, hogy "üres" egyenletekbõl még nem kaphatunk konkrét értékeket, magyarán kell valamilyen kezdeti állapot, amelyet behelyettesítünk az egyenleteinkbe és így kapjuk meg az elõrejelzett értékeket.

Vajon a modellek esetében mit jelenthet ez a kezdeti állapot? Nos semmi mást, csak azt, hogy a modell rácsának összes rácspontjában tudni kell az egyenletekhez szükséges paraméterek értékeit a kiindulási állapotban, azaz akkor, amikor a számításokat elindítjuk(a fenti dátumnál maradva ez 2010.05.19 11 óra). Ugye még megvan, hogy a rácsunknak 1000000 rácspontja van?

Amik (akik) nélkül semmiféle elõrejelzés nem készülhetne

Ibn Al Hamad hatalmasat ásított, és felkászálódott a székébõl. Itt az idõ, 20 óra van. Odakint már lement a nap, csak egy nagyon vékony narancssárga sáv húzódott a nyugati horizonton. Mikor kilépett a házikóból a csendes szaharai éjszakába, megborzongott; alig ment le a nap, de máris érezhetõen lehûlt a levegõ. Az ember el se hinné, hogy nappal itt akár 50 fok is lehet. Lecaplatott a lépcsõn, majd lassan odasétált a hõmérõházikóhoz, és kinyitotta az ajtaját. Rápillantott a mûszerre és elégedetten elmosolyodott. Tizedre pontosan eltalálta hány fokot mutatott a hõmérõ. Ezután a többi mérõmûszert is leolvasta, visszasétált a házikóba és a mért értekekbõl egy furcsa kódot állított össze, majd tíz perccel a mérések után már el is küldte. Visszaült a székére és várta a 21 órát, amikor újra meg kell ismételni a méréseket.

Alpinzentrum Rudolfshütte meteorológiai állomás az osztrák Alpokban
Ugyanebben az órában - azaz amikor Ibn Al Hamadnál 20 óra van! - Sanghaj külvárosában Xuang Li is kisétált a mérõmûszerekhez, és szinte pontosan ugyanúgy, ahogy több ezer kilométerrel távolabb lévõ kollégája, õ is leolvasta az adatokat, majd összeállította a kódot és elküldte.

De ugyanebben az idõpontban a világ számos pontján emberek (és automaták) százai mérték meg a hõmérsékletet és a többi paramétert, állították össze az egyezményes jelekbõl álló kódot, és engedték útjára a világ meteorológiai adatfolyamában. Rengeteg adat lesz minden egyes órában, de ez még édeskevés az egy idõpontban szükséges 1000000-hoz! A meteorológiai mérõhálózat fenntartása és fejlesztése nem tartozik egy állam legfontosabb feladatai közé, csak azok az országok képesek aránylag sûrûn állomásokat telepíteni, amelyek költségvetésébe ez belefér. Sejthetõ, hogy hol lesz nagy az állomások száma (pl. Európában és Észak-Amerikában), és hol lesz jóval kevesebb (pl. Afrikában).

A világ a meteorológiai mérés területén olyat tud, amit még sok más területen is alkalmazni kellene: képes az összefogásra és egyik ország sem lóg ki a sorból, hogy csakazértsem! (mint pl. az angolok a fordított közlekedéssel;) ). Képes volt arra, hogy egy olyan egységes mérési "kultúrát" vezessen be, amelyet mindenhol a világon ugyanúgy ismernek és ugyanúgy használnak. Az Ibn Al Hamad által elküldött kódolt táviratot a világ összes meteorológusa érti, függetlenül attól, hogy Balin, Tajvanon, a Bajkál tó mellett vagy Budapesten él!
12843 41756 82803 11018 21064 39908 40083 53014 70322 885// 333 10011 21028 88656 555 10071=
Egy Budapestre vonatkozó kódolt távirat ( ún. synop kód). Ebben például a 82803 számsor jelzi a szélre vonatkozó mérést. A 8-as jelenti a felhõvel borítottságot; a 8-as teljesen borult eget jelent. A többi 4 szám azt jelenti, hogy 280 (28) fokról 3 m/s-os (03) átlagszél fúj. A széllökést a végén az 555 utáni 1-essel kezdõdõ csoport mutatja (10071). Ebben az esetben 7 m/s (007) a max. széllökés. A csoport végén az 1-es azt jelenti, hogy az elsõ negyedórában következett ez be.

Minden meteorológiai paraméterre meg van határozva, mik azok a körülmények, amelyek mellett kell mérni az adott paramétert. A hõmérsékletet egy fehérre mázolt, zsalugáteres, ferdetetõs, az épületektõl megfelelõ távolságban elhelyezett kis házikóban kell mérni, úgy, hogy a házikóba rejtett hõmérõ higanygömbje pontosan 2 méterre legyen a talajfelszíntõl. Ezek alapján, gondoljunk bele, össze lehetne egyeztetni az indiai Calicutban, egy utcai büfé oldalára felakasztott hõmérõ és egy buenos airesi, hatodik emeleti lakás keleti ablakába kitett hõmérõ által mért értékeket? Ez olyan, mintha össze kellene hasonlítanunk Michael Jackson - Billie Jean számának utolsó két percét a pörkölttel dúsított tökfõzelék ízével!

Itt kell megjegyezni hogy az idõjárás jelentésekben hangoztatott adatok, többek között a hõmérsékleti értékek az ilyen körülményekre vonatkoznak! Azaz kedves olvasó, ha neked van egy hõmérõd a nappali ablakában, akkor az onnan leolvasott érték simán kívül eshet az elõrejelzésekben megadott tartományon, de ez nem jelenti a meteorológusok kudarcát!

A csapadék mérésére szolgáló mérõedény szélén például azért van éles perem, hogy a peremre hulló vízcseppeknek az a része, amely a mérõedény területére esik még belehulljon, de a csepp másik része már nem! És az összegyûjtött csapadék a mérõedény alján egy aprócska nyíláson távozik azért, hogy az összegyûlt csapadék párolgását csökkentse.

Miért fontosak a mérések?

Az lenne a modell számára a legoptimálisabb állapot, ha minden rácspontjában el tudnánk helyezni egy mérõmûszert. Ebben az esetben pontosan meg tudnánk határozni a kezdeti rácsponti értékeket. De ez lehetetlen (egyelõre, de ki tudja mit hoz 3021?). A rács adatai alapján egy szinten 200 *100 = 20000 állomásnak kellene lennie. Még a földfelszín hagyján, de feljebb? Ráadásul a földfelszínen sem a rácspontokban helyezkednek el a mérõállomások.

Magyarán, van egy rendezetlen adathalmazunk, amelynek segítségével meg kellene határozni a rendezett rács pontjaiban az értékeket. Erre ún. interpolációs eljárásokat szoktak használni (fogadjuk el, ez a neve, erre most nem térünk ki). Azonban hiába bármilyen tökéletes eljárás, a rácsponti érték nagy valószínûséggel nem lesz pontosan annyi, mint amennyi a valóságban. Tehát a rács pontjaiba nem pontosan a valóságnak megfelelõ értékek fognak kerülni, hanem kicsit el fognak térni, magyarán hibával fogunk dolgozni.

Most mit bénázunk már ilyen kis hibákkal? Miért foglalkozunk velük? Miért kell mindent a lehetõ legpontosabban mérni? Esõcseppet félbevágni éles peremmel? Miért van erre szükség, mit számít az a fél esõcsepp? Ha kezdetben egy kicsit eltérünk a valóságtól, akkor az elõrejelzésbõl is visszavesszük azt a kicsit, és kész máris ott vagyunk a megoldásnál.

Most jön a lényeg
Az a nagy "baj", a legnagyobb "baj" a légkörrel, hogy nem így mûködik. Vegyük például azt, hogy az x=105, y=23, z=5 rácspontban a valódi hõmérséklet 2010.05.19 11 órakor 10.36578 Celsius fok. Az interpolációs eljárással azt kapjuk, hogy ebben a rácspontban a hõmérséklet az adott idõpontban 10.67 Celsius fok. Azaz nagyjából 0,3 tized a különbség. Lefuttatjuk a modellt és azt kapjuk, hogy 48 óra múlva ebben a rácspontban a hõmérséklet 13.98 celsius fok lesz. Remek, de mi van akkor, ha például nem 10.67 a kezdeti érték hanem mondjuk, 10.77, azaz egy tizeddel több. Naívan azt várnánk, hogy akkor a modell futtatása után 48 óra múlva 14.08 (13.98 + 0.1) Celsius fokot kapunk. De nem, nem, az érték 8.6 Celsius fok lesz! És ha 10.57 Celsius fokkal indítunk, akkor pedig 10.66 Celsius fokot kapunk!

A fenti példából látható, hogy csak akkor tudjuk a lehetõ legpontosabban megmondani milyen értékek lesznek a rácspontokban 48 óra múlva (azaz akkor tudunk majdnem tökéletes elõrejelzést készíteni), ha pontosan ismerjük a rácspontokban a kezdeti értékeket, hiszen bármekkora kis eltérés a rácspontok kezdeti értékei és a valódi értékek között, azt okozhatja, hogy a végeredmény a valóságtól nem kicsit hanem nagyon eltérhet! És minél távolabbi idõpontra készítjük az elõrejelzést, az eltérés annál nagyobb lesz! Sõt, van egy rossz hírem: a tökéletes elõrejelzésnek - azaz a "biztos" szónak - elengedhetetlen feltétele nem az, hogy a rács minden pontjában pontosan ismerjük a kezdeti értékeket, hanem az, hogy az egész légkör minden aprócska pontjában tudjuk ezt a modell futtatásának kezdetekor - a fenti példát alapul véve 2010.05.19 11 órakor! Még az is lehetetlen vállakozás, hogy a rács minden pontjában megtudjuk a valódi értékeket, hát még a légkör minden pontjában!Viszont ha lehetetlen is minden rácspontban mérni, legalább a rendelkezésre álló adatok segítségével a kezdeti értékeket a lehetõ legpontosabban határozzuk meg. És ezért fontos a mérési, illetve interpolációs eljárás által létrejövõ hibák minimálisra csökkentése.

Azért ha megnézzük, hogy mekkora kimondhatatlanul, irgalmatlanul, elképzelhetetlenül, megszámlálhatatlanul, töméntelenül rengeteg adat kellene a tökéletes elõrejelzés megalkotásához és összehasonlítjuk azzal, hogy a meteorológiai modell mennyi adatból számítja ki az elõrejelzést (amely azért ritkán van messze a valóságtól), el kell ismerni, még neked is kedves olvasóm, hogy a modellek remek munkát végeznek. Kb. olyan az egész, mintha a focimeccsen résztvevõ 22 játékos közül az egyik védõ bal lábának futballteljesítménye alapján kellene megmondani, hogy ki fogja nyerni a focimeccset!

Azt hiszem, ezek után nem meglepõ, hogy azok a meteorológusok, akik a kezdeti állapot rácspont értékeinek kiszámításával foglalkoznak, kapva kapnak minden olyan mért adat után, amely a segítségükre lehet a kezdeti rács lehetõ legpontosabb meghatározásában. Így többek között felhasználják a különbözõ tengerjáró hajók méréseit, amelyek a mérõállomások szûkében lévõ óceánok, tengerek vizét hasítják, vagy a repülõgépek által mért adatokat, amelyek a modellrács, szintén mért adatok hiányával küszködõ felsõbb szintjeit gazdagítják. Ugyanis egy nem rácspontban mért adat is sokkal többet számít, mintha egyáltalán nem lenne mérés.

Most akkor már tudjuk, miként áll elõ a modellrács kezdeti állapota és ennek a kezdeti állapotnak a felhasználásával a modell a futása során miként számítja ki, azaz készíti el az elõrejelzést. És több ilyen modell elõrejelzés kerül a szinoptikushoz, aki tulajdonképpen ezekbõl összeállítja azt a sokat emlegetett pár sort.

Az "apró kis nüanszok"
Láttuk, milyen rengeteg számítás szükséges a modell futtatásához. Ezt még lehetne növelni, a felsõ határ a csillagos ég, a korlátot a számítástechnika jelenti. Hogy mire gondolok? Ugye az a lényeg, hogy a modell az elõrejelzéseket reális idõ alatt számolja ki, hiszen ha 48 órával késõbbi állapotra vagyunk kíváncsiak, és a modell 4 napig számol, akkor semmit sem érünk már az eredményekkel. Tehát a modell paramétereit (ez elsõsorban a rács felépítésére vonatkozik) úgy kell megválasztani, hogy a szuperszámítógép belátható idõn belül megbírkózzon vele.

Egy meteorológiai modell lehet olyan, hogy a rács csak a földfelszín egy meghatározott tartományára korlátozódik (korlátos tartományú modellek), de lehet olyan, amely az egész bolygót befedi (globális modellek). Tegyük fel, hogy az eddigi példában használt 1 millió rácsponttal rendelkezõ modell esetében a rácspontok közötti távolság mind az x, mind az y irányban 20 km (most a függõlegesen elhelyezkedõ szintek közötti távolsággal nem foglalkozunk). Ez -mint kiszámoltuk- az egyenletrendszer megoldásának legalább 48 milliószori kiszámítását igényli. De mi van akkor ha a rácspontok közötti távolságot csökkentjük úgy, hogy a modell által lefedett tartomány nem változik?

Legyen mondjuk, az új távolság a rács pontjai között 10 km. Ez azt jelenti egész egyszerûen, hogy kétszer annyi pontunk lesz x és y irányban is, azaz az új rács esetében x irányban 400, y irányban pedig 200. Az új rács pontjainak száma 4 millió! lesz, vagyis az eredeti rácspontok számának négyszerese. És ha a teljes elõrejelzést nézzük, azaz 48 órára elõre készítünk elõrejelzést, akkor a korábbi 48 millió helyett 192 milliószor kell megoldani az egyenletrendszert! Nos lehet, hogy ezt már nem bírná a számítógépünk elfogadható idõn belül kiszámítani....

Elvileg akármeddig elmehetünk, csökkenthetjük tovább és tovább a rácspontok közötti távolságot. Akármeddig. Elméletileg. Csak a számítógép áll a terjeszkedés útjában.

Gondolom, kedves olvasó, felmerült benned, miért fontos a rácspontok közötti távolság? Lássuk.

Minél nagyobb, annál hosszabb ideig él
Az egyik fontos dolog: ha a lehetõ legpontosabb elõrejelzést szeretnénk készíteni, a légkör minél több pontjában meg kell tudnunk a modell futtatásának kezdetekor a pontos értékeket. Ha csökkentjük a rácspontok közötti távolságot - magyarán növeljük a pontok számát -, éppen ezt tesszük, még akkor is, ha csak az interpolációs eljárással tudjuk meghatározni a kezdeti értékeket!

A másik ok, hogy minél többet "lássunk" az elõrejelzésekbõl. A meteorológiai jelenségekre egy nagyon egyszerû arányosság alkalmazható: minél nagyobb egy légköri képzõdmény annál tovább "él", annál tovább figyelhetõ meg a légkörben. De mielõtt továbbmegyünk, lássunk négy légköri képzõdményt:
-ciklon, antikciklon , amelyek átmérõje több ezer kilométer is lehet,
-idõjárási front, amelyek hossza több száz kilométer is lehet,
-zivatar (a köznyelvi vihar villámlással mennydörgéssel), amelyek átmérõje kb. 2-4 km,
-portölcsér, amelyet mondjuk, szeles idõben láthatsz a házak között, és amelyekben a falevelek a szeméttel körtáncot járnak. Ezek átmérõje pár méter.

Az élettartamuk viszonya a fenti arányosság ismeretében könnyen kitalálható. A példának hozott képzõdmények közül a ciklonok, anticiklonok akár hetekig, a frontok napokig, a zivatarok fél óra-óráig, a portölcsérek pár percig maradnak fent, "élnek" a légkörben.
Zivatar Bakonszeg határában

És most térjünk vissza a rácsunkhoz, amelyben a rácspontok távolsága 20 km. A modell "szeme, látása" a rácspontokkal szimbolizálható, azt "látja" amiket a rácspontokban érzékel. Vagy akár a rácsot tekinthetjük egy hatalmas rostának is, amelynek lyukai 20 km * 20 km nagyságúak. Ha egy ciklont vagy egy frontot "beledobunk ebbe a rostába", fennakad, de egy zivatar? Egy portölcsér?

Ezek a "kis nüanszok" nem fognak megjelenni az elõrejelzésben, mert a modell egész egyszerûen nem "látja", nem érzékeli õket! Mit lát csak? Mondjuk, azt, hogy jön egy hidegfront, és azt is "látja", hogy ez a front milyen sebességgel mozog, és hogy mennyire "markáns", azaz mekkora a hõmérséklet, nyomás stb. különbsége a front elõtt és után. És ez hogy fordítódik át a köznyelvbe, milyen szavakkal íródik bele a pár soros idõjárás jelentésbe? A front "markánsságától" függõen "helyenként", vagy "többfelé várható zápor, zivatar", illetve "esetenként a jégesõ, felhõszakadás sem kizárt". Ugyanis a meteorológiában a frontok természetébõl adódóan tudni lehet, hogy milyen légköri jelenségek kísérik õket. Amíg egy melegfrontot általában hosszabb, csendes esõ jellemez, addig egy hidegfrontot záporok, zivatarok kísérnek. És mivel a frontot "látja"a modell, és ismeretes, hogy az milyen front, ezért tudni lehet, hogy mi várható a légkörben.

A zivatart azonban nem érzékeli (most már tudjuk, miért nem), nem fogja tudni pontosan, hol pattan ki a front mentén vagy att?l függetlenül egy jégesõ, felhõszakadás! Csak azt, hogy a front nyomában elõfordulhat és mennyire valószínû.

Azt hiszem, most már világos, miért lenne jó csökkenteni a rácspontok közötti távolságot. A rácspontok távolságának csökkentése azonban sok más szempontból is jó dolog (például minél kisebb a távolság a pontok között, a domborzat annál pontosabban vehetõ figyelembe az elõrejelzés készítésekor, és ez egyáltalán nem elhanyagolható tényezõ!)

És itt tértünk vissza a számítástechnikai korláthoz. Várni kell, amíg eljut oda a processzorvilág, hogy csökkenthessük a rácspontok közötti távolságot.

(Megjegyzendõ, hogy bizonyos rácspont-távolság alatt a modell lelke, azaz az a bizonyos bonyolult matematikai-fizikai egyenletrendszer megváltozik, de ez minket nem érint)

Hogyan lehet javítani az elõrejelzésen?
Persze a meteorológusokat nem hagyja nyugodni ez a káoszos dolog. Mármint az, amirõl már esett szó, miszerint a kezdeti rácsban fennálló valódi és feltételezett érték közötti kis különbség iszonyú nagy eltérést adhat a valóságtól. Mit lehetne tenni? Hogyan lehetne valahogy még pontosabbá, jobbá tenni az elõrejelzést? Mérni nem lehet minden rácspontban, ez lehetetlen. De akkor mégis mivel lehetne javítani az eredményeken?

Mi lenne, ha - miután kiszámoltuk a kezdeti rácsot és lefuttattuk a modellt -, a kezdeti rácsot megváltoztatjuk egy picit, és ismét lefuttatjuk a modellt? Így két elõrejelzésünk lesz, nem egy. Vajon ezeknek az elõrejelzéseknek az átlaga nem ad-e jobb eredményt, mint a szimpla elõrejelzés?

Jó ötlet, mi? És nem meglepõ módon azt kapjuk, hogy igen, egy picit talán jobb lesz az elõrejelzés. Nosza rajta, ne vacakoljunk két elõrejelzéssel, vegyünk többet, mondjuk 50-et. Igen, 50-et. Lefuttatjuk 50-szer a modellt, úgy hogy minden futás elõtt egy picit megváltoztatjuk a kezdeti rács pontjaiban az értékeket (a példánknál maradva az x=105, y=23, z=5 rácspontban az elsõ futtatásnál 10.67 Celsius fokkal számolunk, a második futtatásnál 10.71 Celsius fokkal és így tovább). És a tapasztalatok azt mutatják, hogy igen, ez egy remek húzás volt, mert az 50 elõrejelzés átlaga általában jobb eredményt fog adni, mint az egyszeri elõrejelzés. Azért ugye még nem felejtettük el, hogy egy futtatásnak mekkora számításigénye van? Ezeknek, az úgynevezett ensemble elõrejelzéseknek középtávon, tehát a 3-10 napos elõrejelzéseknél van nagy jelentõségük, ekkor már jobb lesz az eredményük, mintha csak egy sima modellt néznénk, amit egyszer futtatnak le.
Egy ún. fáklya diagram ( az ensemble elõrejelzések egyik ábrázolási módja) , amely a GFS modell Budapestre vonatkozó, a 850 hPa nyomási szintre vonatkozó hõmérséklet elõrejelzéseit mutatja. A grafikonon jelen esetben nem 50, csak 20 modellfuttatás kimenetele (a P-vel jelölt tagok) - "jóslása" - látható. A futtatások annyiban különböznek egymástól, hogy egy kicsit mindegyik más kezdeti értékekbõl indult ki. És szépen látható, hogy eleinte még együtt haladnak a görbék, majd a kis kezdeti eltérések ellenére a lehetséges kimenetelek között milyen nagy különbségek jelentkeznek: már március 26-án is a 20 futtatás legkisebb és legnagyobb értéke között 10 fokos a különbség; 14 nappal az elõrejelzés készítése után pedig a különbség 25 celsius fokra nõ.

Ellenõrizni is kell!
Igen, az elõrejelzett adatokat ellenõrizni kell (idegenül: verifikálni), azaz meg kell nézni, hogy a modell vajon mennyire jól közelítette meg a valódi értékeket. A példánknál maradva a 2010.05.19 11 órakor indított 48 órás elõrejelzést (azaz 2010.05.19 12 órára, 13 órára stb. lesz elõrejelzésünk) mondjuk, 2010.05.23-án megvizsgáljuk, hogy vajon a 2010.05.19 12 órára adott elõrejelzése például Budapestre mennyire közelítette meg a valóságot. A mért adatok rendelkezésre állnak, az elõrejelzett adatok szintén, nincs más dolgunk csak megnézni a különbséget és levonni a következtetéseket. Kiderülhet, amirõl már korábban volt szó, hogy a modell bizonyos idõjárási helyzetekben a hõmérsékletet alábecsüli. A modellfejlesztésnek a verifikáció a kulcsa!

Akkor most mit is mond az a pár soros elõrejelzés?
Te, kedves olvasó, és mindenki azt szeretné, ha pontosan tudni lehetne, hogy holnap hány fok lesz, lesz-e esõ, ha igen, akkor mikortól meddig és mennyire fog esni, mikortól lesz felhõs az ég és mikor fog sütni a Nap. Legfõképp a csapadék az, amely érdekli a közvéleményt, de sajnos, pont a csapadék az a paraméter, amelyet talán a legnehezebb elõrejelezni. Egyvalamit nagyon fontos megérteni: a meteorológiai elõrejelzésben nincs 100% és sosem lesz; a "biztos" szó ismeretlen. Az idõjárás elõrejelzés valószínûségekkel dolgozik ( ha az idõjárás jelentésben az szerepel hogy 35 fok lesz, az tulajdonképpen azt jelenti, hogy ez a legvalószínûbb érték ). És ha végigolvastad ezt az írást, akkor tudod, hogy nem azért mert a meteorológusok így szeretnék, hanem azért, mert egyszerûen nem tudnak pontos értékeket mondani. Az elõrejelzésekben ezeket a valószínûségeket a "többnyire", a "többfelé", a "várható", a "helyenként" stb. szavak jelentik. Ez még mindig barátibb, mintha olyan adatokkal bombáznák a jónépet, hogy az 1 mm-t meghaladó csapadék valószínûsége 29% :). És a korábbiak alapján most már valószínûleg azt is érted, hogy az idõjárásjelentésben nem fogják bemondani, hogy délután 15.32 perckor zivatar kezdõdik Bátonyterenyétõl északkeletre 2 kilométerrel.

Jósolunk? Az enciklopédia alapján igen. De ezt úgy tesszük, hogy elemzünk, modellt futtatunk és fejlesztünk, adatokat mérünk, mérõmûszereket gyártunk és modell elõrejelzéseket verifikálunk.