Alors que des scientifiques comme Einstein, Newton, Maxwell et d'autres ont pu créer une physique théorique capable de prédire des événements réels avec précision et exactitude, tandis que les météorologues (experts en météorologie et en atmosphère) ont fait face à une réalité différente.
Les prévisions des météorologues sur la météo contredisent souvent les événements réels.
Les humains ont été capables de prédire avec précision les positions des planètes, des lunes et des comètes pendant des centaines d'années dans le futur, mais sont toujours incapables de prédire avec précision comment le temps sera un jour dans le futur? Il pleut? Quelle est la température?
La science météorologique s'est développée rapidement
La science météorologique ou la météorologie a commencé à se développer il y a un siècle, lorsque le mathématicien Lewis Fry Richardson a compté à la main pendant 6 semaines pour prédire les 6 prochaines heures de temps.
La prévision météorologique dépend de la progression de l'ordinateur. Pour les météorologues, c'est une énorme réussite. Pour nous, le grand public, cela n'a pas vraiment d'importance.
Les prévisions météorologiques ont connu des développements significatifs au cours des 20 dernières années au moins.
La prévision météorologique sur 3 jours faite aujourd'hui est meilleure que la prévision météorologique sur un jour qu'ils ont faite il y a 20 ans.
Aujourd'hui, les météorologues ne peuvent pas travailler sans prévisions numériques, qui utilisent des équations mathématiques pour prédire le temps.
Le calcul de cette équation mathématique nécessite un ordinateur sophistiqué et de nombreuses données de paramètres physiques disponibles sur terre, mer et air.
Il y a 2 × 10⁴⁴ (200,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000) molécules dans l'atmosphère se déplaçant au hasard, et nous essayons de calculer les mouvements de toutes ces molécules, c'est vraiment difficile.
Des millions de données qui doivent être collectées et traitées
Les prévisions à court terme dépendent de la température, des nuages, des précipitations, du vent et de la pression atmosphérique. Les prévisions à long terme, ajoutent les températures de la terre et de la mer, les courants océaniques, la pollution de l'air et bien d'autres.
Prédire la météo de demain matin demande beaucoup d'efforts. Le BMKG collecte chaque jour des millions de données d'observation provenant de stations sur place, ainsi que de ballons météorologiques et de satellites.
Lisez aussi: Pourquoi étudier les mathématiques? N'achetez pas Siomay en utilisant les logarithmes, n'est-ce pas?Une station météo ne peut pas collecter autant d'informations. Il utilise un vaste réseau de stations météorologiques qui collecte des données à plusieurs endroits au fil du temps.
Certaines stations sont situées sur des terres qui se composent au moins d'un anémomètre pour mesurer la vitesse et la direction du vent, un réservoir d'eau pour mesurer les précipitations, un hydrothermomètre pour mesurer la température et l'humidité.
Plusieurs autres stations flottent dans l'océan, des équipements d'observation installés dans la bouée. Et il y a encore des stations mobiles, des équipements d'observation installés sur les avions et les navires. De plus, des satellites météorologiques et des ballons de radiosondes pour obtenir des données de la haute atmosphère.
Toutes les données de paramètres physiques de toutes ces stations génèrent plus d'un million de données chaque jour.
Votre ordinateur portable ou ordinateur ne pourra pas stocker ces données, encore moins les traiter. Mais les météorologues ont des super-ordinateurs, des moteurs puissants capables de calculer des millions de données par seconde.
Super-ordinateur pour prédire la météo
Aux États-Unis, il existe un super-ordinateur exploité par les National Centers for Environmental Prediction (NCEP). Travaillant avec des super-ordinateurs, il existe plus de 10 000 processeurs, fonctionnant avec 2,6 pétaoctets de données.
Là, les données observées sont introduites dans le cerveau du super-ordinateur, qui utilise des équations de modélisation mathématiques complexes pour prédire comment les conditions météorologiques changent avec le temps. Les résultats de cette prédiction super-informatique sont ensuite diffusés ou diffusés au public via la télévision, des pages Internet, des applications et autres.
Ne pensez pas que ce supercalculateur ne peut pas faire d'erreur, même avec une technologie aussi avancée, ce supercalculateur n'est pas tout à fait capable de relever le grand défi de la prévision du temps.
Phénomènes météorologiques à grande échelle, dont chacun est influencé par une variété de variables différentes. Par exemple, considérez comment le rayonnement solaire chauffera la surface de la terre, comment les différences de pression atmosphérique entraîneront les vents et comment les changements dans la phase de l'eau, la fonte et l'évaporation affecteront le flux d'énergie.
Les météorologues utilisent désormais une technologie et des techniques constamment mises à jour pour faire face au chaos, comme la prédiction à l'aide d'un ensemble, qui est basée sur plusieurs prédictions, chaque prédiction utilisant un point de départ variable.
Si toutes les prévisions de l'ensemble se ressemblent, alors le temps devrait avoir tendance à être normal. S'il y a des prévisions qui semblent très différentes, alors le temps devrait avoir tendance à changer.
Lisez aussi: Qu'est-ce que le tardigrade? Pourquoi êtes-vous arrivé sur la Lune?Malheureusement, le chaos est toujours là, les météorologues ne peuvent jamais prédire le temps avec une certitude absolue. Qu'il y ait une tempête, une tornade ou une pluie extrême, cela apportera toujours un désastre avec un petit avertissement.
Chaos, désordre comme nature de l'univers
De petits changements à l'une des variables de ce calcul complexe peuvent avoir un impact important sur les conditions météorologiques futures. Edwan Lorenz, un météorologue du MIT, appelle cela l'effet papillon.
Simplement représenté comme ceci, le battement des ailes d'un papillon au milieu d'une forêt asiatique peut provoquer de fortes pluies à New York.
Il est connu comme le père de la théorie du chaos, un principe scientifique qui décrit des systèmes super complexes, tels que les systèmes météorologiques, où de petits changements dans les conditions initiales peuvent radicalement changer le résultat final.
En raison de ce chaos ou de cette irrégularité, il y a une limite au moment où les prévisions météorologiques sont considérées comme exactes. Lorenz a fixé cette limite dans deux semaines.
De plus, les équations numériques utilisées pour simuler l'atmosphère sont également sujettes au chaos, avec de petites erreurs qui peuvent être multipliées.
La météo dans les zones de haute latitude est fortement influencée par le mouvement de rencontre de différentes masses d'air qui sont influencées par les systèmes à basse pression. Le mouvement des masses d'air est relativement facile à prévoir car il se déplace progressivement.
Pendant ce temps, dans les régions tropicales telles que le monde, recevez beaucoup d'énergie du soleil, ce qui rend l'activité de convection plus chaotique et donc plus difficile à prévoir.
Le chaos dans la nature signifie que tant que nous continuerons à faire des hypothèses sur les processus dans l'atmosphère, il y aura toujours le potentiel pour les modèles de faire des erreurs.
Comment prévoir le temps à l'avenir?
Des données haute résolution sont nécessaires à la fois dans l'espace et dans le temps. Besoin de plus, de millions de stations d'observation météorologique dans divers endroits.
Heureusement, avec les progrès technologiques actuels, les stations météorologiques peuvent être plus petites et plus mobiles. Cette station d'observation météorologique sera probablement dans la maison de tout le monde, ou dans un véhicule même sur un smartphone.
À mesure que de plus en plus de données sont collectées, des supercalculateurs plus avancés et plus rapides sont nécessaires.
Rien n'est plus utile que notre propre préparation face à la météo. Comme le dit le proverbe, gardez un parapluie avant qu'il ne pleuve.
Référence
- Pourquoi les prévisions météorologiques seront toujours un peu fausses
- Pourquoi les scientifiques ne peuvent-ils pas prédire le temps?