Mere om standardafvigelser
Af Poul-Henning Kamp,
mandag 02. jan 2012 kl. 19:26
Den sandsynligvis største forbedring af vejrudsigter og klimamodeller var da man begyndte at køre "ensembler" og behandle deres output statistisk.
Her er et aktuelt eksempel fra ECMWF:
ECMWF's "Ensemble Prediction System" er en temmelig interessant affære som de har rodet med i mange år og som en del af den helt naturlige kamp for at blive bedre, har de også analyseret fejlene, for at forstå dem.
Groft sagt bygger man et ensemble af varierende input-scenarier og kører f.eks 50 kørsler med 25 sådanne scenarier med hhv positivt og negativt fortegn på "forstyrrelsen".
Samtidig kører man naturligvis en "kontrol" hvor man ikke har pillet.
Denne kurve fra ECMWF's håndbog, tror jeg de fleste vil blive forbavset over:
På Y-aksen har vi hvilken andel af ensemblet der har mindre fejl end kontrolkørslen. På X-aksen har vi hvor lang tid ud i fremtiden vejret forudsiges.
Der er masser af klog læsning i håndbogen, om hvorfor, hvordan og hvornår, men kurven her viser den allervigtigste pointe: Vejret konvergerer (det meste af tiden).
Vi har alle hørt om sommerfuglen der skaber stormvejr og vittigheder om at slippe en vind og give Moskva en snestorm osv.
Det er i princippet ikke forkert, det er bare vildt usandsynligt, på samme måde som der er en ikke-nul sandsynlighed for, at en keddel fyldt med koldt vand fryser til is, når man sætter den på en rødglødende kogeplade.
I praksis er den slags småting inderligt ligegyldige: Det er de store energistrømme der skaber vejret: Oceanerne, jordens rotation og solens strålingsenergi.
Denne kurve er forudsætningen for at klimamodeller kan bruges til noget: Hvis ikke vejret konvergerede, ville alle modeller, vejr såvel som klima, være helt ubrugelige efter ganske få uger.
Men som det ses på den øverste figur, er spredningen imellem modellerne ikke jævnt fordelt: At forudsige vejret for nogle millioner kvadratkilometer Atlanterhav er nemt, at gøre det for nogle få hundrede kvadratkilometer Skagerak er overhovedet ikke nemt.
Opløsningen i ECMWF's model er i størrelsesordenen 16km, hvilket giver et par millioner punkter over hele jordoverfladen, hver med circa 100 punkter i højden, i alt et par hundrede millioner kasser atmosfære.
Derfor stiger spredningen i ensemblet når lokalgeografien er særlig relevant, som f.eks i Skagerak, det må vi leve med, indtil ECMWF's computere bliver store nok.
phk
PS: Debatindlæg der påstår at klimamodeller ikke kan bruges til noget vil herefter blive ignoreret og debatanterne anbefales at læse håndbogen der er link til ovenfor: På den måde spilder de ikke deres tid.
22
