Hóvadász

- Hol a macska?
- Láttam, hogy merre szaladt...
- Azt is tudod, hogy milyen gyorsan?
- Igen.
- Jó, akkor modellezzük le!
- De mi van, ha látott egy egeret?
- Modellezzük le azt is!
- Az összeset?

IDŐJÁRÁSI MODELLEK
azaz a hárombetűs jósdák (by Minerel)

A légkörben lejátszódó folyamatok jól leírhatók matematikai egyenletekkel. Így kifejezhetők a hőmérséklet, a légnyomás, a szélsebesség és a nedvesség közötti fizikai kölcsönhatások a légkör minden pontjában. Figyelembe kell még venni a felhőképződést, a csapadékot, és nem hanyagolható el a felszín és a fölötte levő levegőréteg közötti hőcsere és a párolgás sem. A felszín modelljének tartalmaznia kell a víz-, a jég-, és növényborítottságot is.

Ezek a bonyolult egyenlet-rendszerek azonban csak közelítő módszerekkel oldhatók meg. Ehhez először a vizsgált területet (globális modellek esetében az egész bolygót) egy meghatározott sűrűségű hálózattal fedik be, a légkört függőlegesen rétegekre osztják, majd minden rácspontra felállítanak különféle egyenleteket, melyekkel ki lehet számítani, időlépésről-időlépésre, hogy mekkora lesz az egyes paraméterek értéke az adott pontban órák vagy napok múlva. Ahhoz, hogy a modell reális eredményeket adjon, a hálózatnak elég sűrűnek kell lennie. A pontosság növelhető lenne a minél sűrűbb felosztással, de ennek a rendelkezésre álló számítógépek teljesítménye szab határt.

A modellek egyre jobbak, de - működési módjukból adódóan - mindig fellép bizonyos hiba, amely az időtávval nő. Például a GFS (Global Forecast System)-modell felbontása kb. 40 km 180 óráig (azután 80 km) és 64 magassági szintet tartalmaz (2005). A belső időlépés néhány perc, az eredmények megjelenítése 6 óránként történik, naponta négyszer frissül. A globális modellek a nagy térségű folyamatok esetében használhatók eredményesen. Mellettük léteznek még nagyobb felbontású, rövid távú, lokális modellek is, melyek egy adott térség sajátosságait (pl. hegységek) pontosabban veszik figyelembe. Ezek felbontása néhány kilométer.

A modellek pontossága a bemenő adatok megbízhatóságától függ. A légkör aktuális állapotát leíró kiindulási adatokat több ezer földfelszíni megfigyelőállomás, naponta kétszer több száz magassági szonda, hajók, tengeri bóják, repülőgépek és műholdak mérései szolgáltatják, de még így is sok a fehér folt, ami szintén hibát okoz.

Fontos megértenünk, hogy egy modell a lehetséges végtelen sok végkifejlet közül csak egyet mutat, ezért az eredményeket soha ne egy konkrét időpontra, hanem folyamatában szemléljük.

A modellek tulajdonképpen programok, melyek óriási mennyiségű, jól előkészített és ellenőrzött bemenő adatot igényelnek. A modell tulajdonságai, például a térbeli felbontás, a fizikai paraméterek és egyenletek, az alkalmazott numerikus módszerek stb., a programkód által kötöttek. Az eredmény pedig sok gigabyte adat. Ezeket utólag többféle módon teszik fogyaszthatóvá. Például az egyes paraméterek térbeli eloszlását színes térképeken ábrázolják, vagy egy adott hely (rácspont) időjárását alakító tényezők változását az idő függvényében ábrázolják (meteogramm).

A légkörben zajló folyamatok olyan bonyolultak, olyan sok a befolyásoló tényező, hogy a légkör egy kaotikus rendszernek tekinthető. Ez azt jelenti, hogy sokszor a kiindulási állapot kis megváltoztatása is elég ahhoz, hogy teljesen más eredményt kapjunk. A beválás valószínűségét több modell eredményeinek összevetésével, vagy ugyanannak a modellnek kissé módosított kiindulási feltételekkel végrehajtott futásainak segítségével lehet megítélni (perturbált tagok). Az ún. spagetti- és fáklya diagramok egyszerre mutatják több, párhuzamos számítás eredményeit. Ezeken a diagramokon látható, hogy a görbék 1-3 napig jól együtt maradnak, de utána egyre növekvő mértékben széttartanak, nő a szórás. Ezért általában csak 5-6 napig érdemes előrenézni, azon túl már igen kicsi a bekövetkezés valószínűsége.

Ebből az tanulság, hogy egyetlen kiragadott futás alapján sose ringassuk magunkat túl nagy reményekbe, mert lehet hogy a mutatott hidegbetörést vagy havazást a következő futásban már egyáltalán nem, vagy nem ugyanott találjuk.