Förklarare: Väder- och väderprognoser

Vädret är en av de saker som du inte märker riktigt förrän det på något sätt påverkar ditt liv direkt, vanligtvis på ett dåligt sätt. Ett åskväder regnar ut basebollmatchen. En orkan översvämmar en stad. En snöstorm stänger skolan. OK, det är inte alltid dåligt.

Kevin Petty är meteorolog och chief scientific officer för Vaisala, i Louisville, Colo. Företaget tillhandahåller väderrelaterade observationer och programvara till regeringar och andra grupper för att vägleda deras beslutsfattande. Han beskriver väder som de atmosfäriska förhållanden som uppstår på en plats under en relativt kort tidsperiod. Det är regnet som kommer fram en sommardag. Eller kylan som får dig att bära en kappa på vintern.

Men var kommer vädret ifrån? Solen ger energi som driver vädret. Andra funktioner spelar också en roll. Dessa inkluderar jordens hav, dess landtäcke, kemin i dess atmosfär och planetens rotation. Om någon av dessa var annorlunda skulle vi uppleva väldigt olika vädermönster. Och om planeten bara var en kal sten som kretsade runt en stjärna, skulle det inte finnas något väder alls.

För inte så länge sedan i mänsklighetens historia var vädret bara något som hände. Folk skulle veta i allmänhet vad de kan förvänta sig från säsong till säsong. En regions klimat – det långsiktiga genomsnittet av väder – tenderade inte att variera mycket från år till år. Folk kanske vet att de kan förvänta sig snö på vintern, till exempel, och varmt väder på sommaren. Men de skulle inte veta om det skulle snöa en viss dag eller om det skulle utvecklas någon julitorka, vilket skulle sätta vetefält i fara.

Idag behöver du bara slå på TV:n eller dra ut din telefon för att få en förutsägelse om vad det kommande vädret kommer att bli. “Folk säger alltid att väderkillen har fel”, konstaterar Petty, “vilket inte är riktigt sant.” En del av det är psykologiskt. “Vi klandrar aldrig vädret när det är … vackert ute”, säger han. “Vi märker bara när prognosen slår fel.”

Och ja, ibland tar väderprognosmakaren fel. Forskare har förstått den grundläggande fysiken bakom vädret i mer än ett sekel. Men de krävde datormodeller och pålitliga väderdata för att omvandla den kunskapen till tillförlitliga prognoser. Idag tar datorer den kunskapen om hur jorden är och använder den för att förutsäga vädret. Och det är en av anledningarna till att prognoser inte alltid stämmer — det finns helt enkelt inte tillräckligt med data för de datormodellerna att arbeta med.

Förklarare: Vad är en datormodell?

Områden som USA är i allmänhet väl täckta med väderstationer och med meteorologer som skickar ut väderballonger i atmosfären för att samla in data. Men det finns mycket färre av dessa över haven och på mindre befolkade platser, som öknar, såväl som i fattigare länder.

I takt med att mer tillförlitliga data har blivit tillgängliga har datorresurserna blivit bättre, datormodellerna har förbättrats och väderprognoserna har förbättrats. “Om du ser över de senaste fyra till fem decennierna har vår förmåga att förutsäga vädret förbättrats dramatiskt,” säger Petty. Tredagarsprognoser är runt 98 procent korrekta över hela världen. Det visar en recension från 2016 i Nature

. 1981 hade de varit mindre än 90 procent korrekta på norra halvklotet och mindre än 80 procent exakta i söder. Tiodagarsprognoser infördes inte ens förrän i mitten av 1990-talet. De är nu cirka 40 procent korrekta.

Berättelsen fortsätter under bilden.

Under de senaste tre decennierna har väderprognoserna förbättrats på både norra halvklotet (NH) och södra halvklotet (SH).P. Bauer et al/Nature 2015

Bra prognoser har visat sig vara ännu viktigare för att förbereda sig för extremt väder. Meteorologer kan nu förutsäga intensiteten hos en orkan – och dess potentiella spår – dagar i förväg. Och människor i trombens väg nu kan få mycket mer varningar om potentiell fara än de gjorde för bara 20 år sedan.

Forskare arbetar för att förbättra prognoserna ännu mer. På grund av komplexiteten i jordens system kan datormodeller fortfarande inte simulera allt som händer med planeten. Och det begränsar noggrannheten i prognoserna, konstaterar Petty. Det finns också fortfarande ett behov av bättre observationer i delar av världen där det finns få väderstationer.

Men väderprognoser, ofullkomliga som de ibland verkar, är redan en viktig del av kunskap i dagens värld. De låter städer, län och delstater planera var och när snöplogar ska placeras före en snöstorm. Elföretagen vet vilka dagar deras vindkraftsparker kommer att producera mest energi. Prognoser hjälper flygbolag att dirigera flygplan runt orkaner och åskväder och bestämma när deras plan behöver avisning på vingarna. Och naturligtvis låter de barn planera för snödagar!