为什么天气预报模型通常不考虑日食呢?

Question

由于几乎每年都会有一次日全食，我本以为它会被纳入天气预报模型的标准选项。然而，我了解到事实并非如此。

月亮通常不会对天气产生太大影响，但在日食期间，到达地球表面的太阳辐射会减少。这导致了比预期更低的温度和风速/方向的变化。NOAA ESRL HRRR考虑到了2017年8月21日的日食在做天气预报的时候发现在一些地方冷却高达6摄氏度．有没有其他天气预报模型把日食也考虑进去?或者，这是第一次吗?为什么天气预报模型通常不考虑日食呢?

Answer 1

日全食是罕见的。在全球范围内，每18个月才会发生一次。在任何一个特定的地点，它们都非常非常罕见，它们的复发周期长达数百年。

日食在时间和空间上是局部的。尽管模型分辨率可能足够小(在时间上)来解决整体问题，但它的影响有限。

人们可以在天气预报模型中实现日食，但还有很多更重要的事情需要改进。可操作的天气预报模型非常复杂，所以只有在可能产生显著改善的情况下才会真正想要改变。考虑日食的潜在改进是最小的，所以根本不值得付出努力或冒险。

实验模型是一个不同的类别，正如你所看到的，日食已经在那些模型中实现了。但所涉及的风险要小得多;没有人真正关心实验模型是否完全错误，但你真的不想对破坏实际天气预报模型负责。

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你可能会对这篇文章感兴趣天气对日食的反应这是我同事写的。

Answer 2

除了稀有之外，还有额外计算的问题。要知道是否有日食，你需要额外的计算。由于引入额外的计算会使模型变慢，特别是由于辐射经常被引用为最昂贵的物理参数化，引入天文学可能会提供不必要的计算。

日食虽然有影响，但只是短期的影响，所以它经常被忽视。即使这样，数据同化方法也可以纠正日食之后的任何错误(尽管这将是一个有趣的项目)。此外，还有云的复杂性等。

任何关注新闻的预测者都知道日食。任何了解模型内部工作原理的预报员(尽管许多人不知道)都应该知道，日蚀在辐射参数化中被忽略了。因此，天气预报员应该知道它会影响他们的预测，但影响有多大，还不确定。

有些东西在天气模型中被忽略了，但我们知道我们忽略了它们。我们忽略它们是因为它们很小，难以建模，难以理解等等。这些东西包括气溶胶、对流层化学、龙卷风、闪电加热、人为热通量、建筑物阻力。

Answer 3

看起来不像欧洲中期天气中心。

也许部分原因是由于日食引起的天气变化通常是相当友好/温和的。这是16个卫星回路日食期间从美国东南部观测到的积云，随着太阳输入的下降，大部分积云正在消散。这张来自俄克拉何马州Mesonet(这个地点是俄克拉荷马州北部的布莱克威尔，尽管大多数地点都显示出了一些影响)很好地显示了2017年8月21日下午早些时候太阳辐射的下降(底部的图)，以及温度和风速的变化(图中时间段的中间稍微偏左):

通常情况下，像冷却和减弱的风这样的变化不利于风暴，如图所示，在日食结束后不久就会反弹。

把日食也算进去似乎不太麻烦……只需包含一个if语句，用于检查保存下一个日食时间的日期变量。然后，如果是日食，只需修改日照变量，可能只是通过太阳覆盖面积的百分比(这可能有相当简单的方程来计算?)似乎大多数人并没有真正花时间，部分原因可能是事件的罕见性。因为主要的操作模型是在相当规律的周期内进行改进的，包括这样一个很少适用的特性，可能最终导致更多的维护工作，而不是收益。

日食期间可能不会产生太多危险的天气，但这并不意味着没有天气。的下一次美国日食发生在2024年确实提供了更多的可能性，成为一个更有天气意义的相遇。美国大多数高端恶劣天气发生在春季，如下图所示:

4月8日有几次恶劣天气，包括小阵雨2013而且2015，加上1998阿拉巴马F5．所有这些地区的辐射都将受到2024年日食的严重影响(阿拉巴马州和内布拉斯加州之间的任何地方覆盖80%)。能量的减少会破坏当天晚些时候可能出现的恶劣天气吗?一个有趣的问题，我们将看到!

总的来说，2017年日食期间没有大的影响。如上所述，气温下降了一段时间，一些云消散了。但是，月食的区域性破坏是否会导致轻微的风向变化或温度变化，从而改变长期模式，在天气变化更大的时期对模型预测产生更大的影响?这是一个有趣的问题，如果能得到更详细的研究就太好了。