风力预测成绩有信心吗?

Question

我是帆船船长在训练和我的社区成员被问及对风力预测的信心。他们不满意不同风之间的大变化的预测。有时从不同来源的速度和方向是一致的,但在其他时候他们完全相反,大型三角洲。

我想解释,一些个人的信心水平风速的预测可能会非常低。因此应采取考虑到当比较其他信心不足风风力预测预测,可能是完全错误的。我不能找到任何文档显示信心水平或每个风力预测是计算或转达了。我错过什么了吗?

不会有意义说:我们认为,风在这个纬度/经度将8.5节在N方向和我们预测的95%有信心吗?这种信心似乎失踪的一部分。还是计算并不是显示给最终用户?它可以挽救一个水手的生活!

Answer 1

我们已经习惯于看到百分比降水的概率。风他们为什么不这样做?

没有一个与之关联的模型模拟有信心/不确定性。信心决定后许多模型模拟执行不同的模型配置,称为“合奏”。报道比例是一个下雨的可能性发生,这是一个二进制事件(vs否)平均各乐团成员。小时百分比概率不保理的下雨,只是必须高于0.01”模型。降水是累积和不定向的性质,所以计算的概率是/否事件实际上是有意义的。相比之下,风是一个矢量,并不认为是一个二进制的事件。如果风的预报说有80%的几率超过1 m / s,这不会帮助任何人。

你的例子:

8.5节的N方向和我们预测的95%有信心吗?

真的会看起来更像:

8.5节的标准偏差2节从西北30度的标准偏差

风向和风速:

预测精确的在海面风向是极其困难的,而高层大气风不太复杂。也考虑到一个高度自信的风向预测可能会非常不准确的。风向可以计算的“信心”的系综平均每小时风向的表面通常是低精度。因此模型“信心”的风向可能不是对公众的价值。有时表面可以相对自信和风向预测准确由于地形渠道流在同一方向一致。然而,在海上你没有这样的地形通道流入可预测的模式。

每小时风向可以经常是不准确的原因有几个:

1. 低风速条件下导致蜿蜒受局部条件的影响
2. 不正确的地形参数化会导致系统性偏差在特定的位置。
3. 风向转变的时机可以了由于压力系统的小扰动模型中没有捕捉到

相比之下,高风速的发生在表面可以有很多的信心和准确性,这就是为什么天气机构可以发行“大风警报”(另一个二进制是/否事件)。然而,压力系统运动的时机并不自信,和建模小时表面风向整个事件可以有很大区别。

乐团提供丰富的信息,但他们并不为公众易于消化。想象看意大利面在海面风向的情节;它看起来不漂亮。一般来说,这种类型的集合预报分析是通过科学家运行模型,这样他们就可以评估3 d模型的性能。然而,模型性能是由大气中高空,所以这就是整体分析是有用的(例如850 mb、500 mb,等等)。看到的意大利面块摘要合奏天气模型产品作为一个例子。

可视化工具在www.windy.com:
你可以快速的风比较几种不同的模型通过选择比较预估一个位置在windy.com网站(见下面的例子)。这可以给一个想法的“自信”的风能预测表面,在定性的感觉。

Answer 2

跟进Farrenthrope的回答(我认为这是值得接受超过这个答案)我想添加额外的细节,或许都是不适宜作为评论。

有一个问题我们如何沟通的风速和风向不符合集合体。经常乐团依靠先验假设的不确定性分布变量如温度和水蒸气(通常是高斯分布为集合卡尔曼滤波)。这些分布并不保证是准确的,更不用说翻译转换。风速和风向是适用的和明智的,但需要一些处理。风速和风向不完全表达最简单的事情,但这里是一个例子。

让我们考虑一个风矢量,100%有信心有10节的北端的组成部分。但假设东西方组件有一些不确定性(假设±5节。所以风速范围是10到11.2节($ \大约\√6{(10 \文本{节})^ 2 + 5下午(\ \文字{节})^ 2}$)。让我们看看风矢量在指南针(蓝色箭头是中间的风速10节和橙色11.2节):

风向的范围是什么?这是297°和63°之间。但这是紫色的范围或黄色范围?风的不确定性,这是只有一个组件,忽视其他组件的不确定性。事情变得更加复杂和添加额外的不确定性。但是让我们继续与风能预测表达不确定性的另一个问题:风速。

Farrenthorpe的回答是好的,但有一个缺陷报告标准偏差。没有报告(如额外的统计时刻偏态)或对不确定性分布进行假设,用户可能会使一个推理建立在错误的假设。例如,如果预测是8.5节的标准差10节,然后可能有一种看法,风速可以是负的,这是不现实的和非物质的。