Ein sehr früher Blick auf die Wolkenbedeckungsprognosen für die Sonnenfinsternis

Warum sind Wolken so schwer vorherzusagen?

Wolken sind einer der am schwierigsten vorherzusagenden Wetterfaktoren, selbst wenn sie nur wenige Tage im Voraus, geschweige denn mehr als 10 Tage im Voraus, vorherzusagen sind.

Es sind nicht nur große Sturmsysteme, die eine ausgedehnte Wolkendecke erzeugen. Diese Wolken sind relativ einfach vorherzusagen, insbesondere innerhalb weniger Tage. Auch kleinere, schwächere Störungen in der Atmosphäre können Wolken erzeugen, selbst wenn diese nicht genügend Feuchtigkeit für Niederschläge enthalten. In der Zwischenzeit kann der Himmel nur etwa 50 Meilen von einer Wetterfront entfernt von vollständig bewölkt zu völlig klar wechseln, während Modellvorhersagen über die Position der Front ein oder zwei Tage im Voraus um das Doppelte falsch sein können.

Die Herausforderung besteht darin, dass die Wolkenbedeckung oft von Prozessen abhängt, die in sehr kleinen Maßstäben in der Atmosphäre ablaufen, die so klein sind, dass die Modelle nicht über genügend detaillierte Daten verfügen, um sie genau aufzulösen.

Warum muss ich wissen, was eine „Gruppe“ ist?

Normalerweise versuchen wir, den Fachjargon auf ein Minimum zu beschränken. Für diejenigen unter Ihnen, die sich mit diesen Vorhersagen beschäftigen, ist es jedoch hilfreich zu wissen, was eine „Gruppe“ ist und warum sie wichtig ist.

Es gibt zwei Haupttypen von Vorhersagemodellen: deterministische und Ensemblemodelle.

Das deterministische Modell ist die Vorhersage, die Sie gewohnt sind. Es handelt sich um Vorhersagen mit einer einzigen Lösung: Die Temperatur ist X, die Niederschlagswahrscheinlichkeit ist Y und die Wolkendecke ist Z. Diese Vorhersagen sind normalerweise bis zu zwei oder drei Tage im Voraus genauer.

Für Vorhersagen mehrere Tage bis etwa zwei Wochen im Voraus bevorzugen die meisten Meteorologen die Betrachtung von Clustern. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um mehrere Durchläufe deterministischer Vorhersagen. Bei jedem Lauf oder jeder Simulation werden die Rohwetterbeobachtungen, die in die Modelle eingespeist werden, leicht modifiziert, um Unvollkommenheiten sowohl in den Beobachtungen als auch in den Modellen selbst darzustellen. Durch die Analyse von Ähnlichkeiten und Unterschieden zwischen mehreren Simulationen können Meteorologen eine bessere Vorstellung von der Bandbreite und Wahrscheinlichkeit möglicher Wetterergebnisse sowie vom allgemeinen Vertrauen in die Vorhersage erhalten.

Was sind die unvermeidlichen Vorhersagen für den 8. April?

Das Bild oben ist eine modelldeterministische Vorhersage für den Mittag des 8. April. Es zeigt viele Wolken auf einem Großteil des Pfads der Totalität, dem etwa 115 Meilen breiten Streifen, der sich quer durch die Vereinigten Staaten von Texas bis Maine erstreckt. Es kann völlig wahr sein, oder es kann völlig falsch sein. Es sind einfach zu viele Tage, um irgendetwas auf deterministischen Erwartungen zu basieren.

Was es zeigt, ähnelt der Klimatologie – oder den durchschnittlichen Wolkenbedingungen für diese Jahreszeit – mit klarerem Himmel über Texas und mehr Wolken im Nordosten. Allerdings gibt es auch über dem Nordosten Bereiche mit klarem Himmel, die mit einem vorhergesagten Hochdruckgebiet in der Nähe vor der Ostküste verbunden sind.

Welche Gruppen erscheinen?

Das Bild oben zeigt eine kollektive Vorhersage des atmosphärischen Drucks unter Verwendung des durchschnittlichen Drucks, der aus 30 Simulationen des US Modeling System vorhergesagt wurde. Im Allgemeinen sind Tiefdruckgebiete (in Blautönen dargestellt) tendenziell bewölkter, während Hochdruckgebiete (in Gelb und Orange dargestellt) tendenziell heller sind.

Eine ganze Reihe einzelner Simulationen deuten auf einen geringeren Druck und daher einen bewölkteren Himmel über einen Großteil des Gesamtpfads hin. Es gibt einige, die auf einen höheren Druck und einen helleren Himmel in den östlichen oder nordöstlichen Teilen des Gesamtpfads hinweisen, aber sie zeigen immer noch einen niedrigeren Druck, der sich in die westlichen Teile des Gesamtpfads bewegt, insbesondere in Gebiete im Norden von Texas.

Die am Anfang dieses Artikels gezeigte Wolkenbedeckungsprognose weist darauf hin, dass das Tiefdruckgebiet weit genug nördlich von Texas liegt, dass die Wolkenbedeckung begrenzt sein könnte, wenn die Simulation des Standorts des Tiefs korrekt ist.

Natürlich ist nicht nur das Vertrauen in die Präsenz und den Standort von Wettersystemen gering, sondern die Modelle können auch nur ein oder zwei Tage lang oder sogar so schnell sein, wenn es darum geht, wie sich die Systeme im ganzen Land entwickeln werden.

XcartaEin Startup für Wettervorhersagen mit künstlicher Intelligenz hat ein Projekt gestartet Sonnenfinsternis-Tracker Bereitstellung von Wolkenvorhersagen entlang des Finsternispfades.

Das Unternehmen ist eines von mehreren Unternehmen, die KI-gestützte Wettermodelle entwickelt haben, die Vorhersagen treffen, indem sie lernen, Muster in historischen Wetterdaten zu erkennen, während traditionelle Modelle komplexe mathematische Gleichungen verarbeiten, die die Physik der Atmosphäre darstellen.

„Dadurch können wir hochpräzise stündliche globale Prognosen in Minuten statt in Stunden erstellen“, sagte Vivek Ramavajala, CEO und Gründer von Excarta, in einer E-Mail. „Wir können die verbesserte Geschwindigkeit und Kosten auch nutzen, um Ensembles von Wettervorhersagen zu erstellen, die für die Messung der Prognoseunsicherheit einige Tage später von entscheidender Bedeutung sind.“

A Neue Version Das Unternehmen gibt an, dass seine Prognosen 20 Prozent genauer sein können als herkömmliche Modelle.

Nachfolgend finden Sie die aktuellen KI-Modellvorhersagen für mehrere Städte auf dem Pfad der Totalität zum Zeitpunkt des Höhepunkts der Sonnenfinsternis:

• Dallas: 53 Prozent Wolkendecke (+/- 20 Prozent Unsicherheit).
• Little Rock: 58 % Wolkendecke (+/- 15 % Unsicherheit).
• Indianapolis: 54 Prozent Wolkendecke (+/- 19 Prozent Unsicherheit).
• Cleveland: 55 Prozent Wolkendecke (+/- 19 Prozent Unsicherheit).
• Buffalo: 53 Prozent Wolkendecke (+/- 19 Prozent Unsicherheit).
• Burlington, Vermont: 47 Prozent Wolkendecke (+/- 22 Prozent Unsicherheit).

(Die Unsicherheitszahl bedeutet beispielsweise, dass in Dallas eine Wolkendecke zwischen 33 und 73 Prozent erwartet wird.)

Ist die Vorhersage ein guter Start für diejenigen, die auf klaren Himmel hoffen? nicht genau. Aber wir sind noch mindestens ein paar Tage davon entfernt, irgendwelche Wolkenvorhersagen ernst zu nehmen, und das Vertrauen in die Vorhersage wird möglicherweise erst ein oder zwei Tage vor dem 8. April besonders groß sein.

Die Washington Post wird am Freitag ihre eigene Software zur Verfolgung von Sonnenfinsternis-Wolkenprognosen auf den Markt bringen. Bleiben Sie also auf dem Laufenden.