von Andrew King, Kimberley Reid, Michael Barnes und Nick Earl-Jones, Die Unterhaltung
Australiens Das Wetteramt wehrte sich gegen scharfe Kritik nachdem El Niño in Ostaustralien nicht zu einem viel gepriesenen trockenen Sommer geführt hatte. Teile von Nord-Queensland auf dem Weg des tropischen Wirbelsturms Jasper hatten einen Rekordregenfall im Dezember und Gebiete im Zentrum von Victoria hatten einen Rekordregenfall im Januar. Insgesamt war der Sommer 19 % feuchter als der Durchschnitt für Australien insgesamt.
Das führte zu einer Debatte in den Medien und bei Schätzungen des Senats über die Fähigkeit des Bureau of Meteorology, genaue Vorhersagen zu treffen, wenn sich das Klima ändert. Insbesondere der Wert saisonaler Prognosen wurde in Frage gestellt.
Die Wettervorhersage hat sich in den letzten Jahren tatsächlich verbessert. Und es gibt spannende Entwicklungen am Horizont unter Einbeziehung künstlicher Intelligenz. Die Auswirkungen des zukünftigen Klimawandels auf das Wetter und die saisonale Vorhersage sind jedoch noch nicht vollständig verstanden.
Als Klimawissenschaftler wissen wir, dass Vorhersagen für sieben bis 14 Tage und saisonale Vorhersagen im Ernstfall ziemlich gut zusammenpassen. Denn Agenturen wie das Bureau prüfen den Erfolg ihrer Prognosen gegen die Realität und diese Informationen öffentlich machen. Auch wenn es möglich ist, dass der Klimawandel in einigen Regionen eine Herausforderung für die Wetter- und Saisonvorhersage darstellt, glauben wir, dass die Verbesserungen bei der Vorhersage etwaige Genauigkeitsverluste bei weitem übertreffen.
Fortschritte in der Vorhersage
Seitdem der britische Physiker Lewis Fry Richardson hatte zunächst die Möglichkeit in Betracht gezogen in einem Buch von 1922Wettervorhersagen werden immer genauer und leistungsfähiger.
Die Wissenschaft der Meteorologie hat mit dem Boom der Rechenleistung einen großen Sprung nach vorne gemacht.
Jetzt fließen hochdetaillierte Satellitendaten und Wetterbeobachtungen in mehrere Computersimulationen ein. Dadurch werden 7-Tage-Prognosen erstellt Sehr genau auf der ganzen Welt, wenn auch weniger in ärmeren Gegenden der Welt.
Da wir den Zustand der Atmosphäre zu keinem Zeitpunkt genau kennen können, ist es von Vorteil, zu laufen viele Simulationen mit etwas anderen Startbedingungen. Dies gibt einen Eindruck davon, wie sich das Wetter ändern kann und wie viel Vertrauen wir in diese Änderungen haben.
Die gleichen Prinzipien, die für die Wettervorhersage gelten, unterstützen auch die saisonale Klimavorhersage. Modelle, die die Atmosphäre und den Ozean darstellen, werden zeitlich nach vorne verschoben, um einen Dreimonatsausblick zu geben.
Nach etwa 10 Tagen können wir nicht mit Sicherheit sagen, wie das Wetter an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt sein wird. Wir können jedoch einen Hinweis auf die Wahrscheinlichkeit geben, dass das Wetter deutlich heißer, kühler, trockener oder nasser als im saisonalen Durchschnitt sein wird.
Unsere Fähigkeit, die Bedingungen für die kommende Saison vorherzusagen, hat sich in den letzten 20 Jahren erheblich verbessert. Wir verstehen jetzt besser, wie die verschiedenen Klimafaktoren unser Wetter beeinflussen, und wir verfügen über mehr Rechenleistung, um Modelle auszuführen.
Modellbasierte saisonale Vorhersagen – die Bereitstellung ortsspezifischer Hinweise auf wahrscheinliche Niederschläge und Temperaturen im Vergleich zum langfristigen Durchschnitt über mehrere Monate hinweg – sind jedoch noch relativ neu. Es muss noch weiter gehen, um den Entscheidungsträgern verlässliche und verwertbare Informationen zur Verfügung zu stellen.
Wie messen wir, wie gut eine Prognose ist?
Meteorologen wissen im Nachhinein, ob ihre Vorhersagen richtig oder falsch waren, denn Agenturen wie das Bureau of Meteorology verfügen über ganze Teams, die sich damit befassen vergleichen ihre Prognosen mit dem, was tatsächlich passiert ist.
Die obige Tabelle zeigt ein einfaches Beispiel dafür, wie Wissenschaftler berechnen, wie gut eine Prognose ist. Aus der Anzahl der Treffer, Fehlalarme, Fehlalarme und korrekten Negative können wir eine Reihe von Werten berechnen.
Komplexer wird es, wenn wir nicht nur wissen wollen, ob die Vorhersage korrekt vorausgesagt hat, dass es regnen wird, sondern auch, wie viel Regen es gibt und ob die angegebene Niederschlagswahrscheinlichkeit tatsächlich stimmt.
Da die Modelle außerdem ausgefeilter und hochauflösender werden als früher, können sie realistischer aussehende Wettersysteme wie Gewitterlinien simulieren. Es ist, als würde man in High Definition fernsehen, statt in körnigem Schwarzweiß. Die Beurteilung der Prognosefähigkeit wird bei hohen Auflösungen schwieriger, da auch Fehler vergrößert werden, die wir zuvor nicht gesehen hätten.
Wenn wir insgesamt die Fähigkeit zur Wettervorhersage im Zeitverlauf betrachten, Wir sehen große Verbesserungen. Besonders groß sind diese Verbesserungen auf der Südhalbkugel, wo es weniger Land für Wetterstationen gibt. In diesen abgelegenen Gebieten haben Satellitendaten unser Wissen über den Zustand der Atmosphäre erheblich verbessert und einen besseren Ausgangspunkt für Vorhersagesimulationen geschaffen.
Auch die Fähigkeit zur saisonalen Vorhersage verbessert sich, allerdings gibt es weniger Untersuchungen zu diesen Veränderungen. Die Qualität der saisonalen Aussichten variiert je nach Jahreszeit und davon, ob große Klimaeinflüsse wie die El Niño-Southern Oscillation (der jährliche Wechsel zwischen El Niño-, Neutral- und La Niña-Phase) aktiv sind.
Saisonale Vorhersagen sind im Frühjahr am besten, wenn die El Niño-Süd-Oszillation ihren Höhepunkt erreicht und El Niño oder La Niña oft einen starken und vorhersehbaren Schub für saisonale Niederschläge und Temperaturen auslöst. Im Gegensatz dazu sind saisonale Vorhersagen im Herbst typischerweise schlechter, wenn die Phasenübergänge der El Niño-Southern Oscillation zwischen den Phasen wechseln und die Treiber für nasse oder trockene Bedingungen weniger vorhersehbar sind.
Beeinträchtigt der Klimawandel also unsere Fähigkeit, das Wetter vorherzusagen?
Der Klimawandel verändert sicherlich unser Wetter. Es ist jedoch nicht klar, ob das Wetter dadurch schwieriger vorherzusagen ist. Hierzu gibt es noch nicht viel Forschung.
Einige Änderungen könnten sich auf die Vorhersagbarkeit auswirken, insbesondere wenn bei einzelnen Gewittern mehr Regen fällt und bei größeren Wettersystemen weniger. Dies ist die allgemeine Erwartung mit dem Klimawandel und scheint in Teilen Australiens bereits zu passieren. Eine solche Änderung ist noch nicht vollständig erforscht, würde aber die Vorhersage lokaler Niederschlagsmengen wahrscheinlich erschweren.
Wir sehen bereits eine geringere Fähigkeit zur saisonalen Vorhersage im Sommer, wenn in kleinen Systemen mehr Regen fällt nicht stark mit der El Niño-Southern Oscillation verbunden. Veränderungen in der Stärke der Beziehung zwischen Klimaeinflüssen, wie etwa der El Niño-Southern Oscillation, und dem australischen Klima könnten die saisonale Vorhersage ebenfalls einfacher oder schwieriger machen.
Angesichts der so hohen Verbesserungsrate bei der Wettervorhersage ist es unwahrscheinlich, dass irgendjemand in absehbarer Zeit irgendwelche Auswirkungen des Klimawandels auf die Fähigkeit zur Wettervorhersage bemerken wird. Da sich Wettervorhersagen und saisonale Vorhersagen aufgrund wissenschaftlicher und technologischer Fortschritte weiter verbessern, wird dies wahrscheinlich jegliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Vorhersage überdecken.
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