NEED of an EXO-PLANETARY FORECASTING
In a remarkably
short article, Hanna Christensen (Oxford University) exposes the vicissitudes
and recent improvements in weather forecasting. The researcher, remember that
until 1960, climate forecasting were based on certain observable patterns from the past, from which were inferred (without the expected accuracy), future
forecasts. According to the researcher, the marked improvement in weather forecasting
was possible by : a) increasing use of
faster computers (more accurately, more detailed), and the use
of b) stochastic mathematical processes, required because although
meteorological processes are initially deterministic, after the first 10 days, they usually become chaotic, as a result of very sensitive small initial details (small clouds scattered in
certain areas and others), not incorporated into the final analysis. The point
is that these little details can cause big changes (butterfly effect) in highly dynamic systems. The recent addition of
these small details at the end analysis, coupled with scrupulous observations
of atmospheric initial state permit more accurate predictions through the use
of partial differential equations (analysis of movement of fluids and gases),
introduced in atmospheric simulation computer programs. Researchers use : Navier-Stokes equations that describe the
evolution of the atmosphere using 3 Cartesian directions: rotation of the earth
in a framework reference structure, Coriolis forces and centrifugal force; to
which continuity equations, thermodynamic energy and atmospheric equations state,
are added. The atmosphere is divided in the simulator into small cubes, where
average values of temperature, humidity, wind speed, cloud properties, etc. are introduced. As meteorological phenomena carry
varied degrees of uncertainty induced by small scale processes, random number
assignments are used. Therefore, results will always be probabilistic, from
which the science of meteorology choose the most appropriate. Although there is
always the possibility of error, these are diminishing more and more, being the
basic objective: to improve predictions,
avoiding systematic errors in the initial conditions. For us, though the
mathematical analysis of extreme weather events (high temperatures, heavy
rain), will improved predictions, the most notable advance in the future will
be, routinely perform: exo-meteorological (interplanetary, solar system), comparative
forecasting.
LA NECESIDAD de una EXO-METEOROLOGIA COMPARATIVA
En un
notable resumen Hanna Christensen
(Universidad de Oxford), expone las
viscisitudes y recientes mejoras en las
predicciones meteorológicas. La científica, recuerda que hasta 1960, las predicciones climáticas se
basaban en ciertos patrones observables del
pasado, a partir de los cuales, se inferían (sin la exactitud esperada), pronósticos futuros. Según la
investigadora, las notables mejoras en
las predicciones meteorológicas han sido posibles por a) el creciente uso de
computadoras más rápidas
(más precisión, más detalle, más exactitud)
y, al empleo de b) procesos matemáticos estocásticos,
obligatorios, porque aunque los
procesos meteorológicos son inicialmente deterministas, después de los
primeros 10 días, usualmente devienen en
caóticos, a consecuencia de pequeños detalles iníciales muy
sensibles (pequeñas nubes esparcidas en determinadas areas y otros), no
incorporados al análisis final.
El asunto es que estos pequeños detalles pueden ocasionar
grandes cambios (butterfly effect),
en sistemas altamente dinámicos. La
reciente incorporación de estos pequeños
detalles al análisis final, aunadas
a escrupulosas observaciones del estado
inicial atmosférico permiten
predicciones más certeras gracias al
empleo de ecuaciones parciales
diferenciales (análisis del movimiento de fluidos y gases), introducidos en
programas computarizados de simulación atmosférica. Se emplean
las ecuaciones de Navier-Stokes que describen la evolución de la atmosfera empleando 3
direcciones cartesianas : rotación de la tierra en una estructura de referencia,
las fuerzas de Coriolis y la fuerza centrifuga;
a las que se suman ecuaciones de
continuidad, de energía termodinámica y las
de estado atmosférico. La
atmosfera es dividida en el simulador en pequeños cubos, en los que se introducen valores de la temperatura promedio, humedad, velocidad del viento, propiedades de las nubes,
etc. Por portar los fenómenos meteorológicos distintos grados de incertidumbre
inducidos por procesos a pequeña escala,
se emplean asignaciones numéricas al azar. Por tanto, los resultados siempre serán probabilísticos, a
partir de los cuales la ciencia meteorológica escogerá el más apropiado. Aunque
siempre existirá la posibilidad de
error, estos van disminuyendo cada vez
más, siendo el objetivo básico mejorar las predicciones, evitando errores
al sistematizar las condiciones de inicio. Para nosotros
aunque el análisis matemático de
fenómenos meteorológicos extremos (altas temperaturas, grandes lluvias), mejorara
las predicciones, el avance más notable,
se dará cuando realicemos rutinariamente análisis exo-meteorologicos, comparativos (interplanetarios: sistema solar).
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